Effiziente und sichere Zwei-Wege-Luftkommunikation durch verteilte kollaborative Strahlformung unter Abhörkollusion
Основні поняття
Durch den Einsatz von verteilter kollaborativer Strahlformung in Drohnenverbänden können die Signalverteilungen so gesteuert werden, dass die Signalstärken zu bekannten und unbekannten Abhörern gleichzeitig unterdrückt werden, um die Sicherheit der Zwei-Wege-Luftkommunikation zu erhöhen.
Анотація
Der Artikel untersucht ein System für Zwei-Wege-Luftkommunikation zwischen zwei Drohnenverbänden unter Abhörkollusion. Jeder Drohnenverband wird als ein virtuelles Antennenarray (UVAA) konstruiert, um verteilte kollaborative Strahlformung zu ermöglichen. Ziel ist es, die Zwei-Wege-Geheimdienstkapazität zu maximieren und die maximale Nebenkeulenleistung zu minimieren, um Informationslecks an bekannte und unbekannte Abhörer zu vermeiden. Gleichzeitig wird der Energieverbrauch der Drohnen für den Aufbau der virtuellen Antennenfelder minimiert. Da diese Ziele in Konflikt zueinander stehen, wird das Problem als multikriterielles Optimierungsproblem formuliert. Es wird ein verbesserter multikriterieller Schwarmoptimierungsalgorithmus vorgeschlagen, der auf den Eigenschaften des Problems aufbaut. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass der Algorithmus leistungsfähiger ist als andere Verfahren und auch unter Phasensynchronisationsfehlern, Kanalzustandsinformationsfehlern und Drohnenzittern robust ist. Experimentelle Tests zeigen, dass die Methode auf Plattformen mit begrenzter Rechenleistung eingesetzt werden kann und Rechenressourcen spart.
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Two-Way Aerial Secure Communications via Distributed Collaborative Beamforming under Eavesdropper Collusion
Статистика
Die Zwei-Wege-Geheimdienstkapazität des Systems beträgt mindestens 2,14 Mbit/s.
Die maximale Nebenkeulenleistung des Systems beträgt höchstens -2,48 dB.
Der Energieverbrauch des Systems beträgt höchstens 71.400 J.
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"Durch den Einsatz von verteilter kollaborativer Strahlformung in Drohnenverbänden können die Signalverteilungen so gesteuert werden, dass die Signalstärken zu bekannten und unbekannten Abhörern gleichzeitig unterdrückt werden, um die Sicherheit der Zwei-Wege-Luftkommunikation zu erhöhen."
"Da diese Ziele in Konflikt zueinander stehen, wird das Problem als multikriterielles Optimierungsproblem formuliert."
Глибші Запити
Wie könnte man das vorgeschlagene Verfahren auf Szenarien mit mehr als zwei Drohnenverbänden erweitern?
Um das vorgeschlagene Verfahren auf Szenarien mit mehr als zwei Drohnenverbänden zu erweitern, könnte man eine Routing- und Netzwerkprotokolleinführung in Betracht ziehen. Durch die Implementierung dieser Protokolle können mehrere Drohnenverbände miteinander kommunizieren und koordinieren. Jeder Drohnenverband könnte als eigenes UVAA behandelt werden, wodurch die verteilte kollaborative Strahlformung auf alle Verbände angewendet werden kann. Dies würde eine effiziente und sichere Kommunikation zwischen mehreren Drohnenverbänden ermöglichen.
Welche zusätzlichen Sicherheitsmaßnahmen könnten neben der physikalischen Schichtsicherheit implementiert werden, um die Gesamtsicherheit weiter zu erhöhen?
Zusätzlich zur physikalischen Schichtsicherheit könnten weitere Sicherheitsmaßnahmen implementiert werden, um die Gesamtsicherheit weiter zu erhöhen. Einige dieser Maßnahmen könnten sein:
Verschlüsselung auf höheren Schichten: Die Implementierung von Verschlüsselungsprotokollen auf Anwendungs- oder Transportschicht kann die Sicherheit der übertragenen Daten weiter verbessern.
Authentifizierung und Zugriffskontrolle: Durch die Implementierung von strengen Authentifizierungsmechanismen und Zugriffskontrollen kann sichergestellt werden, dass nur autorisierte Benutzer auf das System zugreifen können.
Integritätsprüfung: Die Überprüfung der Integrität von Daten und Systemen kann dazu beitragen, Manipulationen oder unbefugte Änderungen zu erkennen und zu verhindern.
Intrusion Detection Systems (IDS): Die Implementierung von IDS kann dabei helfen, verdächtige Aktivitäten zu erkennen und darauf zu reagieren, um potenzielle Sicherheitsverletzungen zu verhindern.
Inwiefern könnte das Konzept der verteilten kollaborativen Strahlformung auch in anderen Anwendungsgebieten der Kommunikationstechnik eingesetzt werden?
Das Konzept der verteilten kollaborativen Strahlformung könnte in verschiedenen Anwendungsgebieten der Kommunikationstechnik eingesetzt werden, um die Effizienz und Sicherheit von drahtlosen Kommunikationssystemen zu verbessern. Einige Anwendungsgebiete könnten sein:
5G-Netzwerke: In 5G-Netzwerken könnte die verteilte kollaborative Strahlformung verwendet werden, um die Netzwerkkapazität zu erhöhen, die Abdeckung zu verbessern und Interferenzen zu reduzieren.
Satellitenkommunikation: Bei der Satellitenkommunikation könnte die verteilte kollaborative Strahlformung eingesetzt werden, um die Datenübertragungsraten zu erhöhen und die Zuverlässigkeit der Kommunikation zu verbessern.
Fahrzeug-zu-Alles (V2X) Kommunikation: In der V2X-Kommunikation könnte die verteilte kollaborative Strahlformung dazu beitragen, die Kommunikation zwischen Fahrzeugen, Infrastruktur und anderen Geräten zu optimieren und die Sicherheit auf den Straßen zu erhöhen.
Durch die Anwendung der verteilten kollaborativen Strahlformung in verschiedenen Anwendungsgebieten der Kommunikationstechnik können Effizienzsteigerungen, verbesserte Sicherheit und eine bessere Nutzung der verfügbaren Ressourcen erreicht werden.
