Mạng vô tuyến nhận thức (CRNs) ra đời đã giải quyết xuất sắc tình trạng thiếu phổ vô tuyến, hỗ trợ tốt hơn các ứng dụng đòi hỏi băng thông cao bao gồm kết nối vạn vật (IoT), truyền thông di động 5G, ... CRNs hoạt động theo ba cơ chế là lớp nền, lớp phủ và đan xen. Mặc dù được lựa chọn điển hình trong hầu hết các thiết kế CRNs vì độ phức tạp thấp, cơ chế hoạt động của lớp nền tạo ra các giao thoa hai chiều bao gồm nhiễu sơ cấp do máy phát sơ cấp gây ra cho người nhận thứ cấp và nhiễu thứ cấp do máy phát thứ cấp gây ra cho người nhận sơ cấp. Những can nhiễu hai chiều này phải được xem xét trong các tình huống thực tế.

Bảo mật lớp vật lý trong CRNs không những góp phần đảm bảo an toàn trong truyền tin mà còn giải quyết được vấn đề khan hiếm phổ tần số vô tuyến hiện, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao cho các mạng truyền thông không dây thế hệ mới trong tương lai. Ngoài ra, cho đến nay chưa có công trình nào nghiên cứu và đánh giá hiệu năng bảo mật của CRNs trong điều kiện vận hành tổng quát và gần với yêu cầu thực tế như đã nêu trên. Vì vậy, đối tượng nghiên cứu của đề tài này là: Phân tích hiệu năng bảo mật thông tin lớp vật lý của mạng vô tuyến nhận thức với kênh truyền Nakagami-m.

Tác giả đã trình bày các kết quả của các chương trình mô phỏng Monte-Carlo và chương trình tính toán SOP của hệ thống được viết bằng phần mềm Matlab. Các kết quả minh họa SOP của EHCRNs theo các thông số hệ thống quan trọng như tỷ số công suất phát sơ cấp trên phương sai nhiễu, tỷ số công suất phát tối đa thứ cấp trên phương sai nhiễu, hiệu suất chuyển đổi năng lượng, hệ số thu thập năng lượng a, mức độ yêu cầu bảo mật R0, hệ số mũ suy hao đường truyền là t = 3, thông số mức độ nghiêm trọng của các kênh fading Nakagami-m bằng nhau… Kết quả phân tích cho thấy, trong khi mô phỏng Monte-Carlo tạo ra kết quả mô phỏng với mức hiện thực kênh 107 . Với mục đích minh họa, vị trí của PT, PR, SS, SD và E được chọn ngẫu nhiên trong mặt phẳng hai chiều và giả sử chúng có tọa độ lần lượt tại (0.2, 0.6), (0.9, 0.6), (0.0, 0.0), (0.4, 0.0) và (1.0, 1.0).

Đề tài đã thực hiện phân tích xác suất dừng bảo mật (SOP) của hệ thống mạng vô tuyến nhận thức lớp nền có thu thập năng lượng, sử dụng phương pháp thu thập năng lượng chuyển mạch thời gian và có những đóng góp chính sau:

- Đưa ra biểu thức chính xác của SOP của hệ thống, trong khi các nghiên cứu trước đây chỉ đưa ra các biểu thức về xác suất ngừng hoạt động và thông lượng bảo mật. Theo quan điểm lý thuyết thông tin, SOP là thiết yếu và hữu ích hơn xác suất ngừng hoạt động và thông lượng bảo mật trong việc đánh giá hiệu năng bảo mật lớp vật lý.

- Phân tích SOP của hệ thống trên kênh truyền fading Nakagami-m, là khái quát hóa của kênh truyền fading Rayleigh mà các nghiên cứu khác đã thực hiện.

- Có xét đến phương sai nhiễu trong thu thập năng lượng trong trong quá trình tính toán trong khi các nghiên cứu khác bỏ qua nó. Việc xem xét phương sai nhiễu trong thu thập năng lượng làm cho vấn đề được xây dựng trở nên tổng quát và thực tế hơn nhưng việc phân tích rất phức tạp.

Các kết quả nghiên cứu của đề tài cho ta các số liệu tường minh biểu diễn ảnh hưởng của hiệu năng bảo mật thông tin lớp vật lý của hệ thống trên các kênh truyền fading Nakagami-m theo các thông số kỹ thuật quan trọng như: tỷ số công suất phát sơ cấp trên phương sai nhiễu, tỷ số công suất phát tối đa thứ cấp trên phương sai nhiễu, hệ số thu thập năng lượng, mức độ yêu cầu bảo mật. Từ đó, cho ta cái nhìn thấu đáo về SOP của EHCRNs, cụ thể là: i. nhiễu sơ cấp và mức độ nghiêm trọng fading có tác động bất lợi hiệu năng bảo mật; ii. với một lựa chọn phù hợp về tỷ lệ thời gian ta thể đạt được hiệu năng cực đại.

Các kết quả đạt được của đề tài là rất có ý nghĩa trong việc phân tích và đánh giá hiệu năng bảo mật của hệ thống thông tin vô tuyến có thu thập năng lượng. Bài báo khoa học đã công bố là một tài liệu tham khảo có giá trị về bảo mật lớp vật lý trong vô tuyến nhận thức dạng nền có thu thập năng lượng sử dụng phương pháp chuyển mạch thời gian. Các kết quả số liệu đã phân tích cho phép đánh giá hiệu năng bảo mật của hệ thống một cách nhanh chóng mà không cần sử dụng phương pháp mô phỏng Monter-Carlo, mất nhiều thời gian. Điều này đã được minh chứng và công bố trên The Journal of Mobile Communication, Computation and Information, là một tạp chí chuyên ngành có uy tín khoa học cao thuộc danh mục ISI nhóm Q2.