تخصيص توان بهينه با هدف بيشينه‌كردن نرخ محرمانگي در امنيت لايه فيزيكي به كمك مدولاسيون جهتي مبتني بر آرايه چندگانگي فركانسي و نويز مصنوعي

استفاده از مدولاسيون جهتي يكي از راهكارهاي مطرح و كاربردي براي تأمين امنيت لايه فيزيكي در سيستم‌هاي مخابراتي مدرن است. در اين روش، سيگنال پيام توسط آرايه‌اي از المان‌هاي آنتن مدوله شده و در يك جهت مشخص براي گيرنده قانوني ارسال مي‌گردد؛ به‌گونه‌اي كه در ساير جهت‌ها منظومه سيگنال تخريب شده و توسط شنودگر قابل دريافت نيست. با استفاده از مدولاسيون جهتي مبتني بر آرايه چندگانگي فركانسي تصادفي مي‌توان مخابره امني را در دو بعد زاويه و فاصله براي گيرنده قانوني فراهم آورد. علاوه بر عملكرد مناسب اين روش در مواقعي كه شنودگر در محدوده نزديك به گيرنده قانوني قرار دارد، عملكرد محرمانگي به‌شدت افت پيدا مي‌كند كه اين مشكل را مي‌توان با استفاده از نويز مصنوعي ‌بهبود داد. در اين مقاله، شيوه جديدي براي بهبود امنيت لايه فيزيكي با به‌كارگيري نويز مصنوعي به همراه مدولاسيون جهتي مبتني بر آرايه چندگانگي فركانس تصادفي و تخصيص توان بهينه براي دستيابي به بيشينه نرخ محرمانگي پيشنهاد مي‌شود. نتايج شبيه‌سازي بيانگر بهبود نرخ محرمانگي امنيت لايه فيزيكي به ميزان حداقل يك بيت بر ثانيه بر هرتز در مقايسه با روش عدم استفاده از نويز مصنوعي و حداقل دو بيت بر ثانيه بر هرتز در مقايسه با روش مدولاسيون جهتي مبتني بر آرايه فازي است.