দৃশ্যমান আলোক যোগাযোগের জন্য রিলে-সহায়ক নিরাপদ সম্প্রচার: বিশ্লেষণ ও কাঠামো

1. বিষয়বস্তুর কাঠামো ও বিশ্লেষণ

1.1. বিষয়সূচি

• 2. ভূমিকা ও সারসংক্ষেপ
• 3. সিস্টেম মডেল ও সমস্যা প্রণয়ন
• 3.1. চ্যানেল মডেল ও অনুমান
• 3.2. বিস্তার সীমাবদ্ধতা ও সংকেত প্রেরণ
• 4. প্রস্তাবিত রিলে স্কিমসমূহ
• 4.1. সহযোগী জ্যামিং (সিজে)
• 4.2. ডিকোড-এন্ড-ফরওয়ার্ড (ডিএফ)
• 4.3. অ্যামপ্লিফাই-এন্ড-ফরওয়ার্ড (এএফ)
• 4.4. নিরাপদ বিমফর্মিং ডিজাইন
• 5. অর্জনযোগ্য গোপনীয়তা হার অঞ্চল
• 6. পরীক্ষামূলক ফলাফল ও কার্যকারিতা মূল্যায়ন
• 7. মূল অন্তর্দৃষ্টি ও সারসংক্ষেপ
• 8. মূল বিশ্লেষণ: কেন্দ্রীয় অন্তর্দৃষ্টি ও সমালোচনা
• 9. প্রযুক্তিগত বিবরণ ও গাণিতিক কাঠামো
• 10. বিশ্লেষণ কাঠামো: উদাহরণ কেস স্টাডি
• 11. ভবিষ্যতের প্রয়োগ ও গবেষণা দিকনির্দেশ
• 12. তথ্যসূত্র

2. ভূমিকা ও সারসংক্ষেপ

এই গবেষণা দৃশ্যমান আলোক যোগাযোগ (ভিএলসি) সিস্টেমে সম্প্রচার যোগাযোগের নিরাপত্তা নিশ্চিত করার গুরুত্বপূর্ণ চ্যালেঞ্জ মোকাবেলা করে। ডেটা ট্রান্সমিশনের জন্য এলইডি আলোকসজ্জা ব্যবহার করে ভিএলসি, ইনডোর উচ্চ-গতির নেটওয়ার্কের জন্য একটি সম্ভাবনাময় সমাধান, কিন্তু এটি স্বভাবতই সম্প্রচারের প্রকৃতির কারণে গোপন কথাবার্তা শোনার জন্য ঝুঁকিপূর্ণ। এই গবেষণাপত্রটি দুটি বৈধ ব্যবহারকারী সহ একটি সিঙ্গেল-ইনপুট সিঙ্গেল-আউটপুট (এসআইএসও) সম্প্রচার সেটিংয়ে একটি বাহ্যিক গোপন কথাবার্তা শোনার হাত থেকে ফিজিক্যাল লেয়ার নিরাপত্তা বাড়ানোর জন্য একাধিক বিশ্বস্ত, সহযোগী হাফ-ডুপ্লেক্স রিলে নোড ব্যবহার করে একটি নতুন কাঠামো প্রস্তাব করে।

মূল উদ্ভাবনটি তিনটি ক্লাসিক রিলে কৌশল—সহযোগী জ্যামিং (সিজে), ডিকোড-এন্ড-ফরওয়ার্ড (ডিএফ), এবং অ্যামপ্লিফাই-এন্ড-ফরওয়ার্ড (এএফ)—কে রিলেগুলোতে সাবধানে ডিজাইন করা নিরাপদ বিমফর্মিংয়ের সাথে একীভূত করার মধ্যে নিহিত। এলইডির গতিশীল পরিসীমা মেনে চলার জন্য সমস্ত ট্রান্সমিশন বিস্তার সীমাবদ্ধতার অধীন, যেখানে অভিন্ন সংকেত প্রেরণের সাথে সুপারপজিশন কোডিং ব্যবহার করা হয়। বিশ্লেষণটি অর্জনযোগ্য গোপনীয়তা হার অঞ্চল উদ্ভূত করে এবং সরাসরি ট্রান্সমিশনের তুলনায় রিলে-সহায়ক স্কিমগুলোর শ্রেষ্ঠত্ব প্রদর্শন করে, যার কার্যকারিতা গোপন কথাবার্তা শোনার অবস্থান, রিলের সংখ্যা এবং নেটওয়ার্ক জ্যামিতির উপর ব্যাপকভাবে নির্ভরশীল।

3. সিস্টেম মডেল ও সমস্যা প্রণয়ন

3.1. চ্যানেল মডেল ও অনুমান

সিস্টেমটি একটি ট্রান্সমিটার আলোকসজ্জা (টিএক্স), দুটি বৈধ রিসিভার (আর_১, আর_২), একটি বাহ্যিক গোপন কথাবার্তা শোনার (ইভ) এবং এনটি বিশ্বস্ত রিলে আলোকসজ্জা নিয়ে গঠিত। সমস্ত নোড একক আলোক ফিক্সচার (একাধিক এলইডি) বা একক ফটো-ডিটেক্টর দিয়ে সজ্জিত, যা প্রতিটি লিঙ্কের জন্য একটি এসআইএসও সিস্টেম তৈরি করে। ভিএলসি চ্যানেল মডেলিং করা হয় সরলরেখার দৃশ্যমানতা (এলওএস) এবং বিচ্ছুরিত উপাদান উভয় বিবেচনা করে। রিলেগুলো হাফ-ডুপ্লেক্স মোডে কাজ করে। একটি মূল অনুমান হল বৈধ নোড জড়িত সমস্ত লিঙ্কের জন্য চ্যানেল স্টেট ইনফরমেশন (সিএসআই) সম্পর্কে জ্ঞান; গোপন কথাবার্তা শোনার চ্যানেল আংশিকভাবে জানা বা অজানা হতে পারে, যা বিমফর্মিং ডিজাইনকে প্রভাবিত করে।

3.2. বিস্তার সীমাবদ্ধতা ও সংকেত প্রেরণ

প্রেরিত সংকেতগুলো বিস্তার-সীমাবদ্ধ, অর্থাৎ $X \in [-A, A]$, যাতে এলইডিগুলো তাদের রৈখিক গতিশীল পরিসীমার মধ্যে কাজ করে এবং আলোকসজ্জার প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে। সুপারপজিশন কোডিংয়ের জন্য এই ব্যবধানের উপর ইনপুট বন্টন অভিন্ন। গোপন কথাবার্তা শোনার বিরুদ্ধে ব্যবহারকারী $k$-এর গোপনীয়তা হারকে সংজ্ঞায়িত করা হয় $R_{s,k} = [I(X; Y_k) - I(X; Z)]^+$ হিসাবে, যেখানে $I(\cdot;\cdot)$ পারস্পরিক তথ্য, $Y_k$ হল বৈধ রিসিভার $k$-এ সংকেত, এবং $Z$ হল গোপন কথাবার্তা শোনার সংকেত। লক্ষ্য হল একইসাথে অর্জনযোগ্য $(R_{s,1}, R_{s,2})$ এর অঞ্চল চিহ্নিত করা।

4. প্রস্তাবিত রিলে স্কিমসমূহ

4.1. সহযোগী জ্যামিং (সিজে)

রিলেগুলো কৃত্রিম শব্দ (জ্যামিং সংকেত) প্রেরণ করে যা বৈধ রিসিভারদের ন্যূনতম হস্তক্ষেপ সৃষ্টি করার সময় গোপন কথাবার্তা শোনার চ্যানেলকে অবনত করার জন্য ডিজাইন করা হয়। এটি নাল-স্টিয়ারিং বিমফর্মিংয়ের মাধ্যমে অর্জন করা হয় যেখানে জ্যামিং সংকেতকে বৈধ চ্যানেলগুলোর নাল স্পেসে প্রক্ষেপণ করা হয় বা গোপনীয়তা হার সর্বাধিক করার জন্য বিমফর্মিং ভেক্টর অপ্টিমাইজ করে।

4.2. ডিকোড-এন্ড-ফরওয়ার্ড (ডিএফ)

রিলেগুলো সোর্স বার্তা ডিকোড করে এবং ফরওয়ার্ড করার আগে পুনরায় এনকোড করে। এই স্কিমের জন্য রিলে-থেকে-গোপন-কথাবার্তা-শোনার লিঙ্কটি রিলে-থেকে-বৈধ-ব্যবহারকারী লিঙ্কের চেয়ে দুর্বল হতে হবে যাতে তথ্য ফাঁস রোধ করা যায়। ফরওয়ার্ড করা সংকেতের গঠন নিয়ন্ত্রণ করার রিলের ক্ষমতার সুবিধা নিয়ে গোপনীয়তা অর্জন করা হয়।

4.3. অ্যামপ্লিফাই-এন্ড-ফরওয়ার্ড (এএফ)

রিলেগুলো ডিকোড না করেই কেবল প্রাপ্ত সংকেতকে প্রশস্ত করে এবং ফরওয়ার্ড করে। যদিও এটি সহজ, এটি শব্দকেও প্রশস্ত করে। নিরাপদ বিমফর্মিং এখানে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ যাতে প্রশস্ত সংকেতকে এমনভাবে ওজন করা যায় যা গোপন কথাবার্তা শোনার চেয়ে বৈধ রিসিভারদের বেশি উপকার করে।

4.4. নিরাপদ বিমফর্মিং ডিজাইন

সমস্ত স্কিমের জন্য, রিলে $i$-তে বিমফর্মিং ভেক্টর $\mathbf{w}_i$ নিম্নলিখিত ফর্মের অপ্টিমাইজেশন সমস্যা সমাধানের জন্য ডিজাইন করা হয়: $\max_{\mathbf{w}} \min_{k} (\text{SNR}_{R_k}) - \text{SNR}_{Eve}$ সাপেক্ষে $||\mathbf{w}|| \leq P_{relay}$ এবং বিস্তার সীমাবদ্ধতা। এই সর্বোচ্চ-ন্যূনতম ন্যায্য পদ্ধতির লক্ষ্য হল সবচেয়ে খারাপ বৈধ লিঙ্ককে বাড়ানো এবং গোপন কথাবার্তা শোনার লিঙ্ককে দমন করা।

5. অর্জনযোগ্য গোপনীয়তা হার অঞ্চল

গবেষণাপত্রটি প্রতিটি স্কিমের জন্য বিস্তার সীমাবদ্ধতার অধীনে গোপনীয়তা ক্ষমতা অঞ্চলের জন্য অভ্যন্তরীণ সীমা (অর্জনযোগ্য অঞ্চল) উদ্ভূত করে। ডিএফ-এর জন্য, অঞ্চলটি গোপন বার্তা এবং একটি সহযোগী রিলে সহ সম্প্রচার চ্যানেলের উপর ভিত্তি করে। সিজে এবং এএফ-এর জন্য, অঞ্চলগুলিতে রিলে অপারেশনের সম্প্রচার এবং মাল্টিপল-অ্যাক্সেস পর্যায় থেকে পারস্পরিক তথ্য পদগুলিকে একত্রিত করে জটিল অভিব্যক্তি জড়িত। একটি মূল সন্ধান হল যে এই অঞ্চলগুলি সরাসরি ট্রান্সমিশনের অঞ্চলের চেয়ে কঠোরভাবে বড়, যা রিলে করার মূল্য নিশ্চিত করে।

6. পরীক্ষামূলক ফলাফল ও কার্যকারিতা মূল্যায়ন

কার্যকারিতা মূল্যায়ন করা হয় উদ্ভূত গোপনীয়তা হার অঞ্চলের সংখ্যাসূচক সিমুলেশনের মাধ্যমে। উপস্থাপিত মূল পর্যবেক্ষণ (সারাংশ ও ভূমিকা থেকে অনুমিত):

• সরাসরি ট্রান্সমিশনের উপর শ্রেষ্ঠত্ব: নিরাপদ বিমফর্মিং সহ সমস্ত রিলে-সহায়ক স্কিম সরাসরি ট্রান্সমিশনের চেয়ে ভালো কার্যকারিতা প্রদর্শন করে, অর্জনযোগ্য গোপনীয়তা হার অঞ্চলকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রসারিত করে।
• স্কিম নির্ভরতা: কোনো একক স্কিম সর্বজনীনভাবে আধিপত্য বিস্তার করে না। সেরা স্কিম নির্ভর করে:
  • গোপন কথাবার্তা শোনার অবস্থান: সিজে অত্যন্ত কার্যকর যখন ইভ রিলেগুলোর কাছাকাছি কিন্তু বৈধ ব্যবহারকারীদের থেকে দূরে থাকে। ডিএফ/এএফ ভালো হতে পারে যখন ইভ সোর্সের কাছাকাছি থাকে।
  • রিলের সংখ্যা (এন): বিমফর্মিংয়ের জন্য স্বাধীনতার মাত্রা বৃদ্ধির কারণে আরও রিলের সাথে কার্যকারিতা উন্নত হয়।
  • জ্যামিতিক বিন্যাস: টিএক্স, ব্যবহারকারী এবং ইভের সাপেক্ষে রিলেগুলোর স্থানিক বন্টন বিমফর্মিং লাভ এবং হস্তক্ষেপ ব্যবস্থাপনা ক্ষমতাকে গুরুত্বপূর্ণভাবে প্রভাবিত করে।
• বিনিময়: সিজে জ্যামিংয়ের জন্য কিছু শক্তি ত্যাগ করতে পারে, যা সম্ভাব্যভাবে বৈধ ব্যবহারকারীদের হার কমাতে পারে। ডিএফ-এর জন্য রিলেতে সফল ডিকোডিং প্রয়োজন, যা প্রথম হপে একটি হার সীমাবদ্ধতা আরোপ করে। এএফ সহজ কিন্তু শব্দ প্রশস্তকরণে ভোগে।

7. মূল অন্তর্দৃষ্টি ও সারসংক্ষেপ

• রিলে হিসাবে নিরাপত্তা বর্ধক: বিশ্বস্ত সহযোগী রিলেগুলো ভিএলসি ফিজিক্যাল লেয়ার নিরাপত্তার জন্য একটি শক্তিশালী হাতিয়ার, যা নিয়ন্ত্রণযোগ্য হস্তক্ষেপকারী বা সংকেত বুস্টার হিসাবে কাজ করে।
• বিমফর্মিং অপরিহার্য: সাধারণ রিলে করা যথেষ্ট নয়; সংকেতগুলিকে উপকারীভাবে পরিচালনা করার জন্য বুদ্ধিমান বিমফর্মিং ডিজাইন প্রয়োজন।
• প্রসঙ্গ-সচেতন স্কিম নির্বাচন: সর্বোত্তম রিলে কৌশল অত্যন্ত দৃশ্য-নির্দিষ্ট, যার জন্য নেটওয়ার্ক জ্যামিতি এবং হুমকি মডেলের উপর ভিত্তি করে অভিযোজিত নির্বাচন প্রয়োজন।
• ব্যবহারিক সীমাবদ্ধতা কেন্দ্রীয়: বিস্তার সীমাবদ্ধতা একটি ছোট বিবরণ নয় বরং সংকেত প্রেরণ স্কিম এবং কার্যকারিতা সীমার একটি মৌলিক চালক।

8. মূল বিশ্লেষণ: কেন্দ্রীয় অন্তর্দৃষ্টি ও সমালোচনা

কেন্দ্রীয় অন্তর্দৃষ্টি: এই গবেষণাপত্রের সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য অবদান কেবল আরএফ-উদ্ভূত রিলে ভিএলসিতে প্রয়োগ করা নয়, বরং ভিএলসির অনন্য, উপেক্ষা করা যায় না এমন বিস্তার সীমাবদ্ধতার অধীনে সম্পূর্ণ ফিজিক্যাল লেয়ার নিরাপত্তা সমস্যাকে কঠোরভাবে পুনঃপ্রণয়ন করা। এটি ভিএলসিকে "আলো সহ আরএফ" উপমা হিসাবে বিবেচনা করার বাইরে চলে যায়। কাজটি সঠিকভাবে চিহ্নিত করে যে সর্বোত্তম নিরাপত্তা কৌশল হল সংকেত শক্তিবৃদ্ধি এবং লক্ষ্যযুক্ত হস্তক্ষেপের একটি জ্যামিতিকভাবে নির্ধারিত সংকর, যা সরল রিলে নোডের একটি ঝাঁক দ্বারা মধ্যস্থতা করা হয়। এটি নেটওয়ার্ক নিরাপত্তার একটি বিস্তৃত প্রবণতার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ যা একক এনক্রিপশন থেকে বিতরণকৃত, ফিজিক্যাল-লেয়ার ট্রাস্ট আর্কিটেকচারে স্থানান্তরিত হচ্ছে, যেমন ব্লচ এট আল দ্বারা আরএফ-এর জন্য সহযোগী জ্যামিং গবেষণায় দেখা যায়। [ফাউন্ডেশনস অ্যান্ড ট্রেন্ডস ইন কমিউনিকেশনস অ্যান্ড ইনফরমেশন থিওরি, ২০০৮]।

যুক্তিগত প্রবাহ: যুক্তি শব্দ: ১) ভিএলসি-নির্দিষ্ট সীমাবদ্ধ চ্যানেল মডেল সংজ্ঞায়িত করুন, ২) তিনটি ক্যানোনিকাল রিলে প্রোটোকল (সিজে, ডিএফ, এএফ) অভিযোজিত করুন, ৩) স্থানিক স্বাধীনতার মাত্রা কাজে লাগানোর জন্য বিমফর্মিং একীভূত করুন, ৪) কার্যকারিতা মেট্রিক হিসাবে অর্জনযোগ্য হার অঞ্চল উদ্ভূত করুন, ৫) জ্যামিতি-নির্ভর শ্রেষ্ঠত্ব দেখিয়ে সিমুলেশনের মাধ্যমে যাচাই করুন। সমস্যা সংজ্ঞা থেকে সমাধান এবং যাচাই পর্যন্ত প্রবাহটি ক্লাসিক এবং কার্যকর।

শক্তি ও ত্রুটি: একটি প্রধান শক্তি হল তথ্য-তাত্ত্বিক নিরাপত্তার পাশাপাশি ব্যবহারিক সীমাবদ্ধতা (বিস্তার সীমা, হাফ-ডুপ্লেক্স রিলে) এর সামগ্রিক বিবেচনা। একাধিক স্কিম জুড়ে তুলনা কাঠামো মূল্যবান। যাইহোক, বিশ্লেষণের উল্লেখযোগ্য ত্রুটি রয়েছে। প্রথমত, এটি বিশ্বস্ত রিলে অনুমানের উপর ব্যাপকভাবে নির্ভর করে—একটি উল্লেখযোগ্য স্থাপনার বাধা। দ্বিতীয়ত, গোপন কথাবার্তা শোনার চ্যানেলের জন্য সিএসআই অনুমান প্রায়শই অবাস্তব; একটি আরও শক্তিশালী ডিজাইন সবচেয়ে খারাপ-কেস বা পরিসংখ্যানগত সিএসআই বিবেচনা করা উচিত, যেমন শক্তিশালী বিমফর্মিং সাহিত্যে অন্বেষণ করা হয়েছে (যেমন, আইইইই টিএসপিতে লরেঞ্জ এট আলের কাজ)। তৃতীয়ত, মূল্যায়নটি মূলত সংখ্যাসূচক বলে মনে হয়; বাস্তব-বিশ্বের ভিএলসি চ্যানেলের দুর্বলতা যেমন মাল্টি-পাথ বিচ্ছুরণ, গতিশীলতা এবং পরিবেষ্টিত আলোর শব্দ গোপনীয়তা হার উদ্ভূতকরণে গভীরভাবে একীভূত নয়, সম্ভাব্যভাবে লাভকে অতিরঞ্জিত করে।

কার্যকরী অন্তর্দৃষ্টি: অনুশীলনকারীদের জন্য, এই গবেষণাপত্রটি একটি স্পষ্ট নীলনকাশা অফার করে: কম খরচের, বিশ্বস্ত রিলে আলোকসজ্জার একটি ঘন নেটওয়ার্ক স্থাপন করা ভিএলসি নিরাপত্তার জন্য একটি কার্যকর পথ। মূল হল বুদ্ধিমান, অভিযোজিত নিয়ন্ত্রণ সফ্টওয়্যার যা করতে পারে: ১) নোড অবস্থান অনুমান করুন (দৃশ্যমান আলোক অবস্থান নির্ধারণের মতো কৌশলের মাধ্যমে), ২) অনুমানকৃত হুমকির অবস্থানের উপর ভিত্তি করে রিয়েল-টাইমে সর্বোত্তম রিলে স্কিম (সিজে/ডিএফ/এএফ) নির্বাচন করুন, এবং ৩) সংশ্লিষ্ট নিরাপদ বিমফর্মিং ভেক্টর গণনা করুন। এটি "জ্ঞানীয় নিরাপদ ভিএলসি নেটওয়ার্ক" এর ভবিষ্যতের দিকে ইঙ্গিত করে। গবেষকদের বিশ্বস্ত রিলে এবং নিখুঁত সিএসআই অনুমান শিথিল করার উপর ফোকাস করা উচিত, সম্ভবত রিলেগুলোর জন্য ব্লকচেইন-ভিত্তিক ট্রাস্ট মেকানিজম ব্যবহার করে বা চ্যানেল অনিশ্চয়তার অধীনে কার্যকর কৃত্রিম শব্দ কৌশল বিকাশ করা, যেমন কৃত্রিম দ্রুত ফেডিং ব্যবহারের মতো আরএফ-এর কাজ দ্বারা অনুপ্রাণিত।

9. প্রযুক্তিগত বিবরণ ও গাণিতিক কাঠামো

মূল গাণিতিক সমস্যাটি একটি বিস্তার সীমাবদ্ধতা $X \in [-A, A]$ এর অধীনে গোপনীয়তা হার অঞ্চল সর্বাধিক করার সাথে জড়িত। গোপন কথাবার্তা শোনার সাথে একটি পয়েন্ট-টু-পয়েন্ট লিঙ্কের জন্য, এই ধরনের সীমাবদ্ধতার অধীনে গোপনীয়তা ক্ষমতা $C_s$ বদ্ধ আকারে জানা নেই তবে নিম্ন-সীমাবদ্ধ করা যেতে পারে। অভিন্ন ইনপুট বন্টনের সাথে, পারস্পরিক তথ্য হল $I_{unif}(A; h, \sigma^2)$ যেখানে $h$ চ্যানেল লাভ এবং $\sigma^2$ শব্দ প্রকরণ।

একটি একক রিলে সহ সিজে স্কিমের জন্য, রিলেতে প্রেরিত সংকেত হল একটি জ্যামিং সংকেত $J$। প্রাপ্ত সংকেতগুলি হল: $Y_k = h_{t,k}X + h_{r,k}J + n_k$, $Z = h_{t,e}X + h_{r,e}J + n_e$। $J$-এর জন্য বিমফর্মিং ডিজাইনের লক্ষ্য হল $|h_{r,e}|$ বড় করা এবং $|h_{r,k}|$ ছোট রাখা, যা আনুষ্ঠানিকভাবে প্রকাশ করা হয়: $\max_{J} \ \min_{k} I(X; Y_k|J) - I(X; Z|J)$ সাপেক্ষে $E[J^2] \leq P_J$ এবং $J \in [-A_J, A_J]$।

ডিএফ সম্প্রচার রিলে চ্যানেলের জন্য অর্জনযোগ্য অঞ্চল গোপন বার্তা সহ সম্প্রচার চ্যানেলের উপর লিয়াং এট আলের কাজের উপর ভিত্তি করে তৈরি, রিলের ডিকোড করা বার্তা এবং বিস্তার সীমাবদ্ধতাগুলো অন্তর্ভুক্ত করে।

10. বিশ্লেষণ কাঠামো: উদাহরণ কেস স্টাডি

দৃশ্য: একটি ১০মি x ১০মি অফিস কক্ষ। টিএক্স কেন্দ্রীয়ভাবে সিলিংয়ে অবস্থিত। দুটি বৈধ ব্যবহারকারী (ইউ১, ইউ২) ডেস্কে রয়েছে (স্থানাঙ্ক (২,২) এবং (৮,৮))। একটি গোপন কথাবার্তা শোনার সন্দেহ করা হয় একটি জানালার কাছে (১০,৫)। চারটি রিলে আলোকসজ্জা সিলিংয়ের কোণে ইনস্টল করা আছে।

বিশ্লেষণ ধাপ: ১. চ্যানেল অনুমান: একটি ভিএলসি চ্যানেল মডেল (যেমন, ল্যাম্বার্টিয়ান মডেল) ব্যবহার করে সমস্ত টিএক্স/রিলে-থেকে-ব্যবহারকারী/ইভ লিঙ্কের জন্য ডিসি লাভ $h$ অনুমান করুন। ২. হুমকি মূল্যায়ন: সরাসরি ট্রান্সমিশনের জন্য সম্ভাব্য গোপন কথাবার্তা শোনার হার গণনা করুন: $R_{eve,dir} = I(X; Z_{dir})$। ৩. স্কিম সিমুলেশন: - সিজে: চারটি রিলের জন্য বিমফর্মিং ভেক্টর ডিজাইন করুন একটি জ্যামিং প্যাটার্ন তৈরি করতে যা ইভের অবস্থানে ((১০,৫)) শক্তিশালী কিন্তু ইউ১ এবং ইউ২ অবস্থানে নাল/ন্যূনতম থাকে। $\mathbf{w}$-এর জন্য সংশ্লিষ্ট অপ্টিমাইজেশন সমাধান করুন। - ডিএফ/এএফ: মূল্যায়ন করুন যে রিলে-ইভ লিঙ্কগুলি রিলে-ব্যবহারকারী লিঙ্কের চেয়ে দুর্বল কিনা। যদি হ্যাঁ হয়, ডিএফ/এএফ কার্যকর হতে পারে। ৪. কার্যকারিতা তুলনা: মোট শক্তি বাজেটের অধীনে সরাসরি ট্রান্সমিশন, সিজে, ডিএফ এবং এএফ-এর জন্য অর্জনযোগ্য গোপনীয়তা হার জোড়া $(R_{s,1}, R_{s,2})$ গণনা করুন। ৫. নির্বাচন: গোপনীয়তা হার অঞ্চল প্লট করুন। এই জ্যামিতিতে, ইভ কক্ষের প্রান্তের কাছাকাছি, সম্ভবত কেন্দ্রীয় টিএক্স থেকে দূরে কিন্তু সম্ভবত একটি কোণার রিলের পরিসরের মধ্যে। সিজে সম্ভবত বিজয়ী কারণ রিলেগুলো কেন্দ্রীয়ভাবে অবস্থিত বৈধ ব্যবহারকারীদের গুরুতরভাবে ক্ষতি না করে ইভকে কার্যকরভাবে জ্যাম করতে পারে। সর্বোত্তম বিমফর্মিং সমাধান সম্ভবত জানালার এলাকার দিকে জ্যামিং শক্তি পরিচালনা করবে।

11. ভবিষ্যতের প্রয়োগ ও গবেষণা দিকনির্দেশ

• সংকর ভিএলসি/আরএফ নিরাপদ নেটওয়ার্ক: ভিএলসি রিলেগুলোর মধ্যে বিশ্বাস ও সমন্বয় পরিচালনা করার জন্য একটি নিরাপদ কন্ট্রোল প্লেন হিসাবে আরএফ লিঙ্ক (যেমন, ওয়াই-ফাই) ব্যবহার করা, বা উচ্চ-গতির ডেটার জন্য ভিএলসি এবং জ্যামিংয়ের জন্য আরএফ ব্যবহার করা।
• অভিযোজিত নিরাপত্তার জন্য মেশিন লার্নিং: রিইনফোর্সমেন্ট লার্নিং ব্যবহার করে নেটওয়ার্ককে গতিশীল পরিবেশে সর্বোত্তম রিলে স্কিম এবং বিমফর্মিং প্যাটার্ন শিখতে দেওয়া যেখানে ব্যবহারকারী এবং গোপন কথাবার্তা শোনার অবস্থান পরিবর্তিত হয়।
• লাই-ফাই এবং ৬জি-এর সাথে একীকরণ: যেহেতু লাই-ফাই মানকীকরণের লক্ষ্য রাখে এবং ৬জি অপটিক্যাল ওয়্যারলেস কমিউনিকেশন অন্বেষণ করে, এই নিরাপদ রিলে প্রোটোকলগুলি আল্ট্রা-ঘন ইনডোর নেটওয়ার্কের জন্য লিঙ্ক-লেয়ার নিরাপত্তা স্ট্যাকের অংশ হতে পারে।
• আইওটি-এর জন্য ফিজিক্যাল-লেয়ার নিরাপত্তা: স্মার্ট বিল্ডিংয়ে ভিএলসি ব্যবহার করে বিপুল সংখ্যক কম-শক্তির আইওটি ডিভাইস সুরক্ষিত করা, যেখানে ঐতিহ্যগত ক্রিপ্টোগ্রাফি খুব ভারী হতে পারে। রিলেগুলো গ্রুপ-লেভেল নিরাপত্তা প্রদান করতে পারে।
• দৃশ্যমান আলোক অবস্থান নির্ধারণ (ভিএলপি) সহায়ক নিরাপত্তা: উচ্চ-নির্ভুল অবস্থান পরিষেবার জন্য একই অবকাঠামো ব্যবহার করে সম্ভাব্য গোপন কথাবার্তা শোনার অঞ্চল সঠিকভাবে চিহ্নিত করা এবং লক্ষ্যযুক্ত জ্যামিং প্রয়োগ করা।

12. তথ্যসূত্র

1. এ. আরাফা, ই. পানায়িরসি, এবং এইচ. ভি. পুওর, "রিলে-এইডেড সিকিউর ব্রডকাস্টিং ফর ভিজিবল লাইট কমিউনিকেশনস," arXiv:1809.03479v2 [cs.IT], জানু. ২০১৯।
2. এম. ব্লচ, জে. ব্যারোস, এম. আর. ডি. রদ্রিগেস, এবং এস. ডব্লিউ. ম্যাকলাফলিন, "ওয়্যারলেস ইনফরমেশন-থিওরেটিক সিকিউরিটি," ফাউন্ডেশনস অ্যান্ড ট্রেন্ডস® ইন কমিউনিকেশনস অ্যান্ড ইনফরমেশন থিওরি, খণ্ড. ৪, নং ৪–৫, পৃ. ২৬৫–৫১৫, ২০০৮।
3. এল. ইয়িন এবং ডব্লিউ. ও. পোপুলা, "অপটিক্যাল ওয়্যারলেস কমিউনিকেশনস: সিস্টেম অ্যান্ড চ্যানেল মডেলিং উইথ MATLAB®," সিআরসি প্রেস, ২০১৯। (ভিএলসি চ্যানেল মডেলের জন্য)
4. জেড. ডিং, এম. পেং, এবং এইচ. ভি. পুওর, "কোঅপারেটিভ নন-অর্থোগোনাল মাল্টিপল অ্যাক্সেস ইন ৫জি সিস্টেমস," আইইইই কমিউনিকেশনস লেটারস, খণ্ড. ১৯, নং ৮, পৃ. ১৪৬২–১৪৬৫, আগস্ট ২০১৫। (আধুনিক রিলে ধারণার জন্য)
5. ওয়াই. এস. শিউ, এস. ওয়াই. চ্যাং, এইচ. সি. উ, এস. সি. হুয়াং, এবং এইচ. এইচ. চেন, "ফিজিক্যাল লেয়ার সিকিউরিটি ইন ওয়্যারলেস নেটওয়ার্কস: আ টিউটোরিয়াল," আইইইই ওয়্যারলেস কমিউনিকেশনস, খণ্ড. ১৮, নং ২, পৃ. ৬৬-৭৪, এপ্রিল ২০১১।
6. পিওরলাইফাই। "লাইফাই কী?" [অনলাইন]। উপলব্ধ: https://purelifi.com/what-is-lifi/
7. আইইইই স্ট্যান্ডার্ড ফর লোকাল অ্যান্ড মেট্রোপলিটন এরিয়া নেটওয়ার্কস–পার্ট ১৫.৭: শর্ট-রেঞ্জ ওয়্যারলেস অপটিক্যাল কমিউনিকেশন ইউজিং ভিজিবল লাইট, আইইইই স্টিডি ৮০২.১৫.৭-২০১৮, ২০১৮।