Secrecy rates of finite-input intersymbol interference channels

Dışa açık doğaları gereği kablosuz iletişim ağlarında güvenliğin sağlanması kritik bir öneme sahiptir. Bu güvenliği fiziksel katmanda sağlamak ise üst katmandaki geleneksel şifreleme yöntemlerine hem iyi bir alternatif hem de ilave bir güvenliktir. Son on yıla baktığımızda, bir çok çalışma tarafından fiziksel katmandaki çalışmaların güvenliği sağlama noktasında yapabilecekleri farklı senaryolar için araştırılmıştır. Öte yandan, güvenliğin simgeler arası girişim (Intersymbol Interference - ISI) kanallarında sağlanması yeterince ilgi görmemiştir ve bu konuda araştırmaya açık bir çok yön bulunmaktadır. Biz bu motivasyonla sonlu girdili ISI kanallarındaki güvenlik seviyesini hem sabit hem de sönümlemeli kanal katsayıları için inceliyoruz. ISI kanallardaki güvenlik seviyesinin BCJR algoritmasının ileri yönlü özyinelemeleri ile hesaplanabildiğini göstermekteyiz. Ayrıca, bu güvenlik seviyesi Markov girdiler yardımı ile artırılabilmektedir. Ancak, optimal Markov girdi değerini bulmak için önerilen literatürdeki mevcut algoritma, BCJR özyinelemesinin defalarca kullanılmasını gerektirdiği için işlemsel olarak yoğundur. Biz bu işlem yoğunluğunu azaltmak için kod defteri temelli bir yaklaşımı alternatif olarak sunuyoruz. Bu yaklaşımımızda, oluşturduğumuz kod defteri içerisindeki Markov girdilerden esas kanala spektral anlamda en uygun olanını seçiyoruz. Elde ettiğimiz nümerik sonuçlar göstermektedir ki önerilen yaklaşım düşük işlem kazancı sunmasının yanında mevcut yinelemeli çözüm ile kıyaslandığında performanstan çok kaybettirmemektedir. Biz güvenlik seviyesini artırmak için yapay gürültü eklenmesini de önermekteyiz. Bu önerimiz Markov girdilerin fayda sağlamadığı orta ve yüksek sinyal gürültü oranı (Signal to Noise Ratio - SNR) değerlerinde büyük bir öneme sahiptir. Yapay gürültü tekniği kapsamında gizli dinleyicinin esas kanaldan daha iyi olduğu frekans değerlerine gürültü ekliyoruz. Sonuçlarımız bu yaklaşımın güvenlik seviyesi üzerindeki artırıcı etkisini doğrulamaktadır. Ayrıca, vericideki mevcut kanal durum bilgisinin güvenlik seviyesi üzerindeki etkisini de incelemekte ve bu doğrultuda gizli dinleyicinin kanal durum bilgisinin verici tarafından bilinmesinin ne kadar faydalı olduğunu göstermekteyiz.