• English
    • العربية
  • English
  • تسجيل الدخول
  • جامعة قطر
  • مكتبة جامعة قطر
  •  الصفحة الرئيسية
  • الوحدات والمجموعات
  • حقوق النشر
عرض التسجيلة 
  •   مركز المجموعات الرقمية لجامعة قطر
  • المستودع الرقمي لجامعة قطر
  • أكاديمية
  • رسائل الماجستير وأطروحات الدكتوراه
  • كلية الهندسة
  • الحوسبة
  • عرض التسجيلة
  • مركز المجموعات الرقمية لجامعة قطر
  • المستودع الرقمي لجامعة قطر
  • أكاديمية
  • رسائل الماجستير وأطروحات الدكتوراه
  • كلية الهندسة
  • الحوسبة
  • عرض التسجيلة
  •      
  •  
    JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.

    ADVANCING SECURE COMMUNICATIONS IN HIGH-MOBILITY ENVIRONMENTS: INTEGRATING QUANTUM KEY DISTRIBUTION, FREE SPACE OPTICS, AND HIGH-ALTITUDE PLATFORMS FOR ENHANCED IOT NETWORKS

    عرض / فتح
    Hasan A. Al-Mohammed_ OGS Approved Dissertation.pdf (12.03Mb)
    التاريخ
    2026-01
    المؤلف
    AL-MOHAMMED, HASAN ABBAS
    البيانات الوصفية
    عرض كامل للتسجيلة
    الملخص
    The emergence of massive, latency-sensitive Internet of Things (IoT) and high-mobility services in 6G networks amplifies long-standing limits of radio systems (bandwidth, interference, Doppler fragility) and exposes classical cryptography to quantum threats. This dissertation presents a framework that integrates Quantum Key Distribution (QKD) with Free-Space Optics (FSO) to provide quantum-resilient connectivity, while exploring applications to terrestrial Internet of Things (IoT), high-speed trains (HST), ultra-high-speed trains (UHST), and non-terrestrial networks (NTN) with high-altitude platforms (HAPs). On the physical layer, we build weather- and turbulence-aware FSO models (attenuation, beam propagation, pointing/beam-wander, scintillation) and derive fundamental link budgets. A core innovation for mobility is an optimization framework that maximizes the distance between base stations along a rail corridor subject to stringent Gbps-class data rate and availability constraints. This front-end optimization directly informs the subsequent design of robust FSO architectures and handover mechanisms for HST/UHST. The resulting system-achieved through divergence control, advanced acquisition-tracking-pointing (ATP), and geometry-aware handover zones-significantly reduces infrastructure density while sustaining high-capacity links. For IoT security, we propose two practical QKD delivery modes (rail-side and onboard) and quantify energy per secret bit and realistic key provisioning. For extended reach, we introduce HAP-assisted QKD via a standards-aligned trusted relay and a composable finite-key decoy-state pipeline using the Entropy Accumulation Theorem. A key contribution is a symmetry-aware altitude optimizer that selects the HAP height to bound the transmittance gap, complete with concavity proofs and implementable solvers. We show that-under realistic HAP turbulence-advanced measurement-device-independent (MDI-), twin-field (TF-), and Gaussian-modulated coherent-state continuous-variable (GM-CV-) QKD protocols all collapse, whereas the simpler per-hop BB84 with decoys remains feasible under finite-key constraints. Results include rate/feasibility maps, robust operating rules, and integrated "security dashboards," complemented by ML-based attacker detection. The framework adheres to tight size-weight-power (SWaP) constraints by prioritizing geometric control and efficient solvers over hardware escalation. Collectively, this dissertation bridges physics, security, and control into a deployable blueprint for quantum-secure communications, advancing FSO for HSTs/UHSTs through optimized base-station placement and highvelocity handovers to minimize infrastructure costs.
    DOI/handle
    http://hdl.handle.net/10576/69605
    المجموعات
    • الحوسبة [‎117‎ items ]

    entitlement


    مركز المجموعات الرقمية لجامعة قطر هو مكتبة رقمية تديرها مكتبة جامعة قطر بدعم من إدارة تقنية المعلومات

    اتصل بنا
    اتصل بنا | جامعة قطر

     

     

    الصفحة الرئيسية

    أرسل عملك التابع لجامعة قطر

    تصفح

    محتويات مركز المجموعات الرقمية
      الوحدات والمجموعات تاريخ النشر المؤلف العناوين الموضوع النوع اللغة الناشر
    هذه المجموعة
      تاريخ النشر المؤلف العناوين الموضوع النوع اللغة الناشر

    حسابي

    تسجيل الدخول

    إحصائيات

    عرض إحصائيات الاستخدام

    مركز المجموعات الرقمية لجامعة قطر هو مكتبة رقمية تديرها مكتبة جامعة قطر بدعم من إدارة تقنية المعلومات

    اتصل بنا
    اتصل بنا | جامعة قطر

     

     

    Video