بهینه سازی مشترک حسگری، ارتباطی و محاسباتی آگاه از امنیت در شبکه های بی سیم ارتفاع پایین

با اشباع روزافزون منابع زمینی، توجه پژوهشگران به سمت فضای هوایی کم ارتفاع معطوف شده است؛ فضایی که کاربردهای نوظهوری مانند تاکسی های هوایی شهری و بازرسی هوایی در آن در حال توسعه هستند. شبکه های بی سیم کم ارتفاع (LAWNs) زیربنای این کاربردها به شمار می روند و یکپارچگی حسگری، ارتباطات و محاسبات (ISCC) یکی از اجزای اصلی این شبکه هاست. با این حال، باز بودن فضای هوایی کم ارتفاع، ارتباطات را در معرض تهدیدهای امنیتی قرار می دهد که عملکرد ISCC را تضعیف کرده و در نهایت قابلیت اطمینان کاربردهای مبتنی بر LAWN را به خطر می اندازد. برای مقابله با این چالش ها، این مقاله به بررسی بهینه سازی مشترک عملکرد ISCC با در نظر گرفتن محرمانگی ارتباطات می پردازد. به طور مشخص، نویسندگان خطای الگوی (Beampattern Error)نرخ محرمانگی (Secrecy Rate)و سن اطلاعات (Age of Information یا(AoI را به عنوان معیارهای عملکردی برای حسگری، ارتباطات امن و محاسبات در نظر می گیرند. بر پایه این معیارها، یک مسئله بهینه سازی چندهدفه فرموله می شود که میان عملکرد حسگری و محاسبات تعادل برقرار کرده و در عین حال، احتمال شناسایی ارتباطات را در سطحی کمتر از یک آستانه تعیین شده نگه می دارد. در ادامه، یک الگوریتم تکاملی چندهدفه مبتنی بر شبکه کیو عمیق (DQN) پیشنهاد می شود که با توجه به روند تغییر اهداف بهینه سازی، عملگرهای تکاملی را به صورت تطبیقی انتخاب می کند و در نتیجه به راه حل های موثرتری دست می یابد.نتایج شبیه سازی های گسترده نشان می دهد که روش پیشنهادی در مقایسه با الگوریتم های مرجع، تعادل بهتری میان دقت حسگری، محرمانگی ارتباطات و تازگی اطلاعات برقرار می کند و در نتیجه از عملکرد ISCC و کاربردهای کم ارتفاع مبتنی بر LAWN به خوبی محافظت می نماید.

کلیدواژه ها:

شبکه های بی سیم کم ارتفاع ، حسگری ، ارتباطات و محاسبات یکپارچه ISCC) ، ) ارتباطات امن