Ubemandede luftkøretøjer (UAV'er) bliver stadig mere allestedsnærværende både i civile og militære applikationer. En af grundene til, at deres utallige anvendelser i flydende og dynamiske situationer, såsom et slagmark eller katastrofe -responsområde.
En sådan anvendelse er at tilvejebringe et ad-hoc-kommunikationsnetværk, når infrastruktur, som jordbaserede antenner og fiberoptiske kabler, muligvis ikke er tilgængelige. Der er flere fordele ved at bruge UAV'er til den rolle, såsom deres evne til at få adgang til synslinie til stort set ethvert punkt i området.
Dette repræsenterer dog også en ulempe, hvis kommunikationskanalen er beregnet til at være sikker. At finde en balance mellem niveauet for sikkerhed og datalink -hastighed giver et interessant optimeringsproblem, der har været i fokus for forskning for mange informationsteoretikere i et stykke tid.
Sikre comms
For det første er det vigtigt at etablere en basislinje af, hvorfor denne sikkerhed er vigtig. UAV'er, der opererer som kommunikationsplatforme i militære zoner, kan give enestående kapaciteter til jordstyrker. I ideelle situationer giver de et link fra eventuelle jordstyrker tilbage til den fremadrettede driftsbase, men også mellem individuelle jordstyrker selv.
En sofistikeret fjende ville dog vide, hvor vigtigt dette kommunikationslink er og ville gøre deres bedste for enten at aflytte transmissionerne og forsøge at afkode dem eller bare fastklemme signalet direkte. I det ene tilfælde modtager de vigtige fjende, som deres modstander måske ikke ved, at de har, og i det andet lukker de effektivt kommunikationsnetværket, der kunne give denne modstander en fordel.
Jamming ville være standard i de fleste situationer, så selvom informationskrigsføringsmedarbejdere, der er ansvarlige for at opretholde UAV Comms -link, muliggjorde avanceret kryptografi på kanalen, ville deres fjende simpelthen fastklemme den, hvilket eliminerer den taktiske fordel, den kunne levere. Så nøglen er at etablere et sikkert link, mens den også gør fastklemning umulig.
En måde at gøre det på er gennem en teknik kaldet Physical Layer Security (PLS). Denne teknik anvender det fysiske miljø, som signalerne sendes til for at forsvare sig mod både aflytning og fastklemning. Det bruger teknikker som kanalhopping, stråling og, vigtigst af alt, med vilje overført støj til at tilsløre og forvirre alle "Wardens", der måske lytter.
I informationsteori -litteratur er en Warden et system, der muligvis lytter til en kommandolinje med dårlig intention. At forvirre dem er et af de primære mål om at etablere en sikker kommunikationskanal.
Detektion versus båndbredde
Et papir, der oprindeligt blev udgivet som et forudtryk i oktober 2023 af forskere fra Kina, Indien og Saudi-Arabien, der fokuserede på
Etablering af en sikker kommunikationslinje med en høj båndbredde, mens du forvirrer nogen aftagelser, der muligvis lytter, uanset deres raffinementniveau. Det gør det ved at bruge to forskellige UAV'er - en, der etablerer legitime kommunikationsforbindelser med jordstyrker, mens den anden med vilje bryder frekvensen begge bruger.
Forsætlig fastklemning kan virke modproduktiv, men hvis jammeren og senderen koordinerer korrekt, kunne de let narre et system ved blot at snuse forskellige trådløse signaler. Jammingsignalet ville blive slukket på specifikke punkter for at lade det reelle signal passere uden afbrydelse.
For en ekstern part ville der dog ikke være nogen differentiering mellem fastklemningssignalet og et faktisk signal, så det ville sandsynligvis simpelthen gå glip af, at der var vedtaget en meddelelse helt.
Beregning af afvejninger
At sige, at optimeringsfunktionen er kompleks, ville være mildt at sige det. I optimeringsteori er algoritmerne designet til at finde et minimum afhængigt af hvilken værdi der optimeres til. Imidlertid er der mange gange i den numeriske løsning af funktionen, der kaldes "lokale minima", som kan betragtes som en DUVET før et stejlere fald fra den anden side.
At sidde fast i en af disse er en fare for de fleste forenklede optimeringsfunktioner, så forfatterne brugte en successiv konveks tilnærmelse (SCA).
En SCA -algoritme tackler dette lokale minima -problem ved at forenkle sit lokale miljø til tilnærmelser, der lettere kan løses. Det gør dette iterativt for at studere tilnærmelsen omkring det aktuelle punkt. Det forbedrer gradvist tilnærmelsen over tid, så den kan repræsentere den mere komplekse funktion mere nøjagtigt, mens den stadig behandler den som et kantabelt problem.
Udnyttelse af droner
Informationskrigsførelse som denne får stigende betydning, især i betragtning af stigningen i brugen af droner i næsten alle moderne krige. Efterhånden som droner bliver mere udbredt som kommunikationsplatforme og ansigt ned ad fjender med sofistikerede aflytningsteknikker, bliver det endnu vigtigere at udvikle sikre kanaler, der ikke kan fortolkes eller fastklemes. Denne indsats lyder som et andet optimeringsproblem at løse.