• Διερεύνηση των δυνατοτήτων των ευφυών αναδιαμορφώσιμων επιφανειών (Reconfigurable Intelligent Surfaces – RIS) στην ενίσχυση ασφάλειας φυσικού επιπέδου σε συστήματα ασύρματων επικοινωνιών
• Ανάπτυξη μοντέλων και αλγορίθμων για το σχεδιασμό και τη βελτιστοποίηση συστημάτων ασύρματης επικοινωνίας με τη βοήθεια RIS για βελτιωμένη ασφάλεια φυσικού επιπέδου.
• Ανάλυση της επίδρασης του RIS στα χαρακτηριστικά του καναλιού και στη διάδοση του σήματος σε συστήματα ασύρματων επικοινωνιών σε mmWave.
• Μοντελοποίηση των RIS και του περιβάλλοντος (με στοχαστική γεωμετρία) και αξιολόγηση της απόδοσης των σχημάτων ασφάλειας φυσικού επιπέδου που βασίζονται σε RIS μέσω προσομοιώσεων χρησιμοποιώντας το MATLAB.
• Σύγκριση της απόδοσης των σχημάτων ασφάλειας φυσικού επιπέδου που βασίζονται σε RIS με συμβατικές μεθόδους κρυπτογράφησης και άλλες τεχνικές ασφάλειας φυσικού επιπέδου.

Η προτεινόμενη διπλωματική στοχεύει στη διερεύνηση της χρήσης αναδιαμορφώσιμων ευφυών επιφανειών (RIS) για την ενίσχυση της ασφάλειας φυσικού επιπέδου σε συστήματα ασύρματων επικοινωνιών, με έμφαση στη μοντελοποίηση και την προσομοίωση με χρήση MATLAB. Το RIS είναι νέα αναδυόμενη τεχνολογία που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να «πειράξει-διαμορφώσει» τα χαρακτηριστικά διάδοσης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων βελτιώνοντας έτσι την απόδοση των συστημάτων ασύρματης επικοινωνίας.

Η εργασία θα ξεκινήσει με τη διεξαγωγή μιας διεξοδικής ανασκόπησης της υπάρχουσας βιβλιογραφίας για το RIS και την ασφάλεια φυσικού επιπέδου σε συστήματα ασύρματων επικοινωνιών. Η ανασκόπηση της βιβλιογραφίας θα καλύψει τις θεμελιώδεις έννοιες του RIS, τα χαρακτηριστικά καναλιού, τη διάδοση του σήματος και την ασφάλεια του φυσικού επιπέδου.

Στη συνέχεια, η εργασία θα επικεντρωθεί στην ανάπτυξη μοντέλων και αλγορίθμων για το σχεδιασμό και τη βελτιστοποίηση συστημάτων ασύρματης επικοινωνίας με τη βοήθεια RIS για βελτιωμένη ασφάλεια φυσικού επιπέδου.

Για να αναλυθεί ο αντίκτυπος του RIS στα χαρακτηριστικά του καναλιού και στη διάδοση του σήματος, η εργασία θα χρησιμοποιήσει το MATLAB για την προσομοίωση της απόδοσης του συστήματος ασύρματης επικοινωνίας με και χωρίς το RIS. Οι προσομοιώσεις θα εξετάσουν διαφορετικά σενάρια, όπως διαφορετικές διατάξεις RIS, συνθήκες ασύρματου καναλιού και επίπεδα θορύβου, για να διερευνήσουν την επίδραση του RIS στην απόδοση του συστήματος. Σαν εργαλείο μοντελοποίησης του ραδιο-περιβάλλοντος θα χρησιμοποιηθεί η στοχαστική γεωμετρία.

Τέλος, η εργασία θα συγκρίνει την απόδοση των σχημάτων ασφάλειας φυσικών επιπέδων που βασίζονται σε RIS με συμβατικές μεθόδους κρυπτογράφησης και άλλες τεχνικές ασφάλειας φυσικού επιπέδου, όπως η διαμόρφωση δέσμης (beamforming) και ο τεχνητός θόρυβος (artificial noise). Η σύγκριση θα βασίζεται στα αποτελέσματα της προσομοίωσης και θα εξετάζει διαφορετικά σενάρια και μετρήσεις, όπως η χωρητικότητα του συστήματος, το επίπεδο ασφάλειας και η πολυπλοκότητα.

Ασφάλεια στο Φυσικό Επίπεδο.

Βασικές γνώσεις τηλεπικοινωνιακών συστημάτων.

Matlab, Python ή C++

Tang, Zhiqing, et al. "A novel design of RIS for enhancing the physical layer security for RIS-aided NOMA networks." IEEE Wireless Communications Letters 10.11 (2021): 2398-2401.

Makarfi, Abubakar U., et al. "Physical layer security in vehicular networks with reconfigurable intelligent surfaces." 2020 IEEE 91st Vehicular Technology Conference (VTC2020-Spring). IEEE, 2020.

Makarfi, Abubakar U., et al. "Reconfigurable intelligent surfaces-enabled vehicular networks: A physical layer security perspective." arXiv preprint arXiv:2004.11288 (2020)