scholarly journals Analyzing SNOW and ZUC Security Algorithms Using NIST SP 800-22 and Enhancing their Randomness

2021 ◽  
Author(s):  
Zakaria Hassan Abdelwahab ◽  
Talaat A. Elgarf ◽  
Abdelhalim Zekry
Keyword(s):  
Communication Systems ◽  
Nonlinear Function ◽  
C Language ◽  
Lte Advanced ◽  
Finite State ◽  
Standard Configuration ◽  
The One ◽  
4G Lte ◽  
3Rd Generation Partnership Project ◽  
Feistel Structure

Confidentiality and Integrity algorithms are based on SNOW / ZUC stream cipher algorithms. These standardized algorithms are designed by the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) for advanced mobile communication systems (4G-LTE Advanced, LTE Advanced Pro, and 5G-Next Generation).  In this paper, twenty configurations of SNOW/ZUC algorithms are studied and analyzed to select the one with the best randomness properties. Each configuration has two different S-boxes in the Finite State Machine (FSM) layer of the SNOW algorithm and Nonlinear Function (NLF) layer of the ZUC algorithm. The two S-boxes are selected from the best five S-boxes published in kinds of literature (Rijndael, Dickson, Feistel structure, New Rijndael, and Improved New Rijndael S-boxes). The NIST SP 800-22 statistical test suite involves 15 tests that are used to assess the randomness properties of each configuration. A complete simulation of each configuration SNOW/ZUC with two different S-boxes is applied using C- language. Test results showed that the best pair arrangement of S-boxes in the SNOW algorithm is the configuration (Feistel structure - Rijndael S-boxes) although the standard configuration by 3GPP is (Rijndael - Dickson S-boxes). Also, the best configuration in the ZUC algorithm is (New Rijndael - Rijndael S-boxes) although the standard configuration by 3GPP is (Feistel structure - New Rijndael S-boxes). The best configurations passed all the NIST SP 800-22 suite randomness tests successfully.

scholarly journals Modelling and advanced methods to improve the efficiency of MIMO channels in wireless communication systems

2018 ◽  
Author(s):  
Μιχαήλ Μαλαματούδης
Keyword(s):  
Ieee 802.11 ◽  
Communication Systems ◽  
Multiple Input Multiple Output ◽  
Mimo Channels ◽  
Matlab Simulink ◽  
Lte Advanced ◽  
Site Survey ◽  
Multiple Input ◽  
Input Multiple Output ◽  
4G Lte

Η εφαρμογή και υλοποίηση μιας νέας γενιάς ασύρματων δικτύων επικοινωνιών βασίζονται στη χρήση της τεχνολογίας MIMO (Multiple-Input Multiple- Output), η οποία με χωρική κωδικοποίηση του σήματος επιτυγχάνει αύξηση του εύρους ζώνης του καναλιού στο οποίο η μετάδοση και η λήψη δεδομένων υλοποιείται μέσω ενός συστήματος πολλών κεραιών, σύστημα πολλαπλών κεραιών. Οι κεραίες εκπομπής και λήψης πρέπει να είναι τοποθετημένες έτσι ώστε η συσχέτιση μεταξύ γειτονικών κεραιών να είναι ασθενής.Η τεχνολογία MIMO είναι βασικό στοιχείο των συστημάτων ασύρματης επικοινωνίας IEEE 802.11n (Wi-Fi), IEEE 802.11ac (Wi-Fi), HSPA+ (3G), WiMAX (4G) και Long Term Evolution (4G LTE).Η τεχνολογία MIMO επιτρέπει μεγάλη αύξηση της φασματικής απόδοσης, αύξηση της ενεργειακής απόδοσης και αύξηση της αντίστασης θορύβου στο κανάλι επικοινωνίας, τα οποία είναι βασικά για την ικανοποίηση των απαιτήσεων της γρήγορης μεταφοράς δεδομένων, όπου το φάσμα και η ενέργεια σήματος είναι ολοένα και πιο σημαντικά και επηρεάζεται από μια σειρά περιοριστικών παραγόντων.Η απόκτηση πληροφοριών κατάστασης καναλιού είναι ένας βασικός παράγοντας για την εύρεση τρόπων βελτίωσης της απόδοσης του καναλιού στα ασύρματα δίκτυα επικοινωνιών. Τα μαζικά συστήματα MIMO βασίζονται συνήθως στην εκτίμηση των καναλιών μετάδοσης άνω και κάτω ζεύξης. Με τον τεράστιο αριθμό καναλιών που αξιολογούνται μεταξύ των πομποδεκτών, απαιτείται αρκετά μεγάλη συνοχή καναλιών για να επιτραπεί η αποτελεσματική λειτουργία. Η ακρίβεια με την οποία μπορούν να προσδιοριστούν οι βέλτιστες παράμετροι καναλιού και το χρονικό διάστημα κατά το οποίο η κατάσταση του καναλιού μπορεί να θεωρηθεί σταθερή οδηγεί σε πολλούς περιορισμούς στην εφαρμογή μεθόδων για τη βελτίωση της απόδοσης των καναλιών MIMO σε δίκτυα ασύρματων επικοινωνιών.Πολλοί από τους αλγόριθμους που απαιτούνται για τη μοντελοποίηση και την αξιολόγηση καναλιών MIMO χρησιμοποιούνται σε συστήματα ασύρματης επικοινωνίας. Ωστόσο, τα σύγχρονα συστήματα MIMO διαφέρουν σημαντικά από τα παραδοσιακά στο γεγονός ότι ο αριθμός των εξαρτημάτων στις κεραίες πομποδέκτη και τα διαμορφωμένα κανάλια αυξάνονται, τα κανάλια πρέπει να υποβάλλονται σε παράλληλη επεξεργασία και αυτό επηρεάζει σημαντικά την αποτελεσματικότητα του συστήματος επικοινωνίας. Αν και η επεξεργασία και η εκτίμηση του καναλιού MIMO σε πραγματικό χρόνο αυξάνεται σημαντικά, πολλοί αλγόριθμοι επεξεργασίας μπορεί να είναι γραμμικοί και όχι μη γραμμικοί, συμβάλλοντας στην εξισορρόπηση της μαζικής αύξησης των πολυκαναλικών συνδέσεων δέκτη προς πομπό.Οι αλγόριθμοι MIMO είναι επίσης σημαντικοί για πλατφόρμες υλικού, καθώς επηρεάζουν άμεσα το υπολογιστικό υλικό που καταναλώνεται, δηλαδή τη χωρητικότητα και την αποδοτικότητα του εξοπλισμού επικοινωνίας. Είναι σημαντικό να βρεθούν και να χρησιμοποιηθούν αλγόριθμοι που παρέχουν υψηλές επιδόσεις επικοινωνίας όπου μπορούν να στοχεύσουν αποτελεσματικά στο κατάλληλο υλικό και έτσι να κάνουν την τεχνολογία MIMO μια αποδεδειγμένη εναλλακτική στα μελλοντικά πρότυπα επικοινωνίας.Αν και η θεωρία της μαζικής τεχνολογίας MIMO είναι πολλά υποσχόμενη, η περαιτέρω ανάπτυξη απαιτεί εις βάθος ανάλυση μοντέλων και κατάλληλη μοντελοποίηση για την αξιολόγηση και ανάλυση διαφόρων αλγορίθμων. Η διατριβή πραγματεύεται σύγχρονες μεθόδους που σχετίζονται με τη βελτίωση της απόδοσης των μοντέλων καναλιών MIMO σε συστήματα ασύρματης επικοινωνίας με βάση τα πρότυπα IEEE 802.11 και κινητά 4/5G συστήματα επικοινωνίας.Αντικείμενο της μελέτης είναι τα κανάλια επικοινωνίας MIMO στα σύγχρονα ασύρματα δίκτυα επικοινωνίας σύμφωνα με τα πρότυπα IEEE 802.11, 4G LTE και LTE Advanced. Στη μελέτη παρουσιάζονται οι μέθοδοι μοντελοποίησης του καναλιού MIMO, η αξιολόγηση των παραμέτρων του καναλιού καθώς και οι μεταξύ τους εξαρτήσεις που καθορίζουν την ποιότητα των σημάτων και την απόδοση του δικτύου.Αντικείμενο της μελέτης είναι οι διάφορες διεργασίες σε φυσικό επίπεδο (παραγωγή, κωδικοποίηση, διαμόρφωση, μετάδοση και λήψη) που σχετίζονται με το κανάλι MIMO, καθώς και οι εξαρτήσεις που αφορούν τις παραμέτρους που καθορίζουν την αποτελεσματικότητα της μετάδοσης πληροφοριών υπό συγκεκριμένες συνθήκες. Οι μέθοδοι έρευνας διαφοροποιούνται κυρίως στα επιμέρους κεφάλαια, όπως αναλυτικά, προσομοιωτικά και πρακτικά, καλύπτοντας τις εξαρτήσεις των παραμέτρων που χαρακτηρίζουν την υλοποίηση μεμονωμένων μοντέλων.Η τοποθεσία της μελέτης είναι υποδειγματική, η οποία αφορά πρακτικές μελέτες του καναλιού επικοινωνίας MIMO σε συγκεκριμένη περιοχή κάλυψης ασύρματου δικτύου. Τα εργαλεία λογισμικού Matlab/Simulink, Matlab/Simulink, WinProp, Aerohive Wi-Fi Planning, TamoGraph Site Survey, Acrylic Wireless Calculator και G-NetTrack χρησιμοποιούνται για μελέτες προσομοίωσης. Υποδειγματικά μοντέλα ραδιοκάλυψης παρουσιάζονται σε ασύρματο δίκτυο με κανάλια MIMO, μέσω μοντέλων προσομοίωσης που επιδεικνύουν αμοιβαίες συσχετίσεις και δέσμευση παραμέτρων μέσα σε αυτά.Σκοπός της μελέτης είναι η καθιέρωση μεθοδολογιών διαδικασιών που σχετίζονται με σωστές προσεγγίσεις μοντελοποίησης, επιλογή αρχιτεκτονικής και υλοποίηση, επιλογή απαραίτητου εξοπλισμού και σωστή διαμόρφωση, μέσω παρακολούθησης και αξιολόγησης παραμέτρων σήματος στα κανάλια MIMO που σχετίζονται με τη βελτίωση της αποδοτικότητας επικοινωνίας σε ασύρματα δίκτυα επικοινωνίας.

Simulación de cobertura del modelo de radio propagación 3GPP para un entorno urbano en una red 4G – LTE

2013 ◽  
Vol 8 (15) ◽  
pp. 33-40
Author(s):  
Javier Enrique Arévalo Peña
Keyword(s):  
Long Term Evolution ◽  
Term Evolution ◽  
Nuevas Tecnologías ◽  
4G Lte ◽  
3Rd Generation Partnership Project

En la planeación de las próximas generaciones de redes inalámbricas es importante contar con estudios de radio propagación que permitan establecer diseños adecuados para ofrecer los servicios proyectados por las nuevas tecnologías a los usuarios móviles. En este artículo se presentan aspectos relacionados con el comportamiento de cobertura de radio propagación del modelo propuesto por el 3GPP (3rd Generation Partnership Project) para un entorno urbano en una red LTE (Long Term Evolution) empleando sistemas de antenas convencionales y sistemas de antena adaptativas (AAS). Para ello se utiliza la herramienta de software ICS Designer y se establece como escenario los alrededores la Fundación Universidad Autónoma de Colombia ubicada en el centro urbano de la ciudad de Bogotá D. C.

scholarly journals Interference Cancellation Based Spectrum Sharing for Massive MIMO Communication Systems

Sensors ◽  
2021 ◽  
Vol 21 (11) ◽  
pp. 3584
Author(s):  
Milembolo Miantezila Junior ◽  
Bin Guo ◽  
Chenjie Zhang ◽  
Xuemei Bai
Keyword(s):  
Interference Cancellation ◽  
Communication Systems ◽  
Spectrum Sharing ◽  
Null Space ◽  
Base Station ◽  
Base Stations ◽  
Small Cells ◽  
Data Traffic ◽  
New Approach ◽  
Lte Advanced

Cellular network operators are predicting an increase in space of more than 200 percent to carry the move and tremendous increase of total users in data traffic. The growing of investments in infrastructure such as a large number of small cells, particularly the technologies such as LTE-Advanced and 6G Technology, can assist in mitigating this challenge moderately. In this paper, we suggest a projection study in spectrum sharing of radar multi-input and multi-output, and mobile LTE multi-input multi-output communication systems near m base stations (BS). The radar multi-input multi-output and mobile LTE communication systems split different interference channels. The new approach based on radar projection signal detection has been proposed for free interference disturbance channel with radar multi-input multi-output and mobile LTE multi-input multi-output by using a new proposed interference cancellation algorithm. We chose the channel of interference with the best free channel, and the detected signal of radar was projected to null space. The goal is to remove all interferences from the radar multi-input multi-output and to cancel any disturbance sources from a chosen mobile Communication Base Station. The experimental results showed that the new approach performs very well and can optimize Spectrum Access.

scholarly journals The Photodetectors Based on Lateral Monolayer MoS2/WS2 Heterojunctions

2021 ◽  
Vol 16 (1) ◽  
Author(s):  
Caihong Li ◽  
Juntong Zhu ◽  
Wen Du ◽  
Yixuan Huang ◽  
Hao Xu ◽  
...  
Keyword(s):  
Communication Systems ◽  
Transition Metal Dichalcogenides ◽  
Chemical Vapor ◽  
Large Area ◽  
Optical Signals ◽  
Metal Dichalcogenides ◽  
One Step ◽  
The One ◽  
Charge Carrier Trapping ◽  
Sharp Interfaces

AbstractMonolayer transition metal dichalcogenides (TMDs) show promising potential for next-generation optoelectronics due to excellent light capturing and photodetection capabilities. Photodetectors, as important components of sensing, imaging and communication systems, are able to perceive and convert optical signals to electrical signals. Herein, the large-area and high-quality lateral monolayer MoS2/WS2 heterojunctions were synthesized via the one-step liquid-phase chemical vapor deposition approach. Systematic characterization measurements have verified good uniformity and sharp interfaces of the channel materials. As a result, the photodetectors enhanced by the photogating effect can deliver competitive performance, including responsivity of ~ 567.6 A/W and detectivity of ~ 7.17 × 1011 Jones. In addition, the 1/f noise obtained from the current power spectrum is not conductive to the development of photodetectors, which is considered as originating from charge carrier trapping/detrapping. Therefore, this work may contribute to efficient optoelectronic devices based on lateral monolayer TMD heterostructures.

scholarly journals ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM PENDUKUNG KEPUTUSAN PENENTUAN LOKASI PENAMBAHAN BTS (BASE TRANSCEIVER STATION) SMARTFREN AREA KOTA JAMBI MENGGUNAKAN METODE SAW (SIMPLE ADDITIVE WEIGHTING) (Studi Kasus :Kantor Smartfren Jambi)

2019 ◽  
Vol 2 (1) ◽  
pp. 81-98
Author(s):  
Dwi Hartini ◽  
Rico Rico ◽  
Ade Oktarino
Keyword(s):  
Lte Advanced ◽  
Base Transceiver Station ◽  
Simple Additive Weighting ◽  
4G Lte

Perkembangan teknologi saat ini semakin meningkat, salah satunya adalah teknologi telekomunikasi. Hampir semua orang memiliki suatu perangkat jaringan telekomunikasi. Hal ini mendorong teknologi telekomunikasi untuk semakin berkembang pesat dalam memberikan kemudahan pada manusia untuk berkomunikasi dimanapun berada. Smartfren adalah operator selular provider 4G LTE Advanced untuk internet, handphone dan smartphone Android-IOS yang lebih cepat terjangkau dan dapat diandalkan. Smartfren berusaha untuk mempertahankan pasar agar tidak kalah bersaing dengan media telekomunikasi lainnya, salah satunya yaitu dengan memperbanyak BTS didaerah yang belum mendapatkan sinyal Smartfren. Area yang menjadi targetnya mulai dari kota besar hingga daerah yang mulai berkembang. Jambi termasuk daerah yang menjadi target penambahan BTS Smartfren. Kurangnya jumlah BTS mengakibatkan lemahnya jaringan Smartfren yang ada di Jambi. Dari latar belakang tersebut, sistem pendukung keputusan dengan menggunakan metode Simple Additive  Weighting (SAW) cocok untuk dikembangkan dalam sistem  ini.  Sistem  ini  akan  mempermudah  dalam menentukan lokasi penambahan  BTS  yang  tepat  dan  akan  mempercepat perhitungan nilai untuk menentukan lokasi mana  yang  lebih  berpotensi  agar  semua  wilayah dapat terjangkau sinyalnya.

A Method of Constructing Quaternary Periodic Complementary Sequence Sets for Suppression of Multiple Access Interference in CDMA Communication Systems

2014 ◽  
Vol 543-547 ◽  
pp. 2323-2328
Author(s):  
Fan Xin Zeng ◽  
Zhen Yu Zhang ◽  
Lin Jie Qian
Keyword(s):  
Communication System ◽  
Communication Systems ◽  
Multiple Access ◽  
Binary Sequence ◽  
Multiple Access Interference ◽  
New Method ◽  
Complementary Sequence ◽  
The One ◽  
Spreading Sequences

For suppressing multiple access interference (MAI) in a CDMA communication system, complementary sequence sets are employed as spreading sequences in such system. In this paper, we present a method for constructing a family of quaternary periodic complementary sequence sets, which arises from the conversion of the existing binary periodic complementary sequence sets with odd period of sub-sequences. The period of sub-sequences in the proposed sequence sets is twice as long as the one of the binary sequence sets employed, which is a drawback in the proposed method. Finally, some examples are given in order to illuminate the validity of the new method.

Future M2M Communication Networks

2016 ◽  
pp. 149-178
Author(s):  
Stavroula Vassaki ◽  
George Pitsiladis ◽  
Stavros E. Sagkriotis ◽  
Athanasios D. Panagopoulos
Keyword(s):  
Communication Networks ◽  
Communication Systems ◽  
Spectrum Sharing ◽  
Random Access ◽  
Wireless Communication Networks ◽  
Lte Networks ◽  
M2m Communication ◽  
M2m Communications ◽  
The Future ◽  
4G Lte

Machine type communications (or Machine-to-Machine / M2M) communications have emerged as an important paradigm in wireless communication networks. The current M2M standardization activities are presented and their implementation in 4G/LTE networks is described in detail. The chapter is divided in three parts that are related to the evolution of the Future M2M communication Networks. The first part focuses on existing random access management schemes for M2M communications that are presented in the literature. The second part is devoted on spectrum sharing methods and on M2M clustering and it presents the spatial distribution of heterogeneous networks and its impact on their connectivity. Finally, the last part refers to energy efficiency issues of the future M2M communication systems and their implementation using distributed power control and MAC/scheduling algorithms.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document