Ubemannede luftkjøretøyer (UAV) blir stadig mer allestedsnærværende både i sivile og militære søknader. En av grunnene til at deres utallige bruksområder i væske og dynamiske situasjoner, for eksempel et slagmark eller katastroferesponsområde.
En slik bruk er å tilby et ad-hoc kommunikasjonsnettverk når infrastruktur, som bakkebaserte antenner og fiberoptiske kabler, kanskje ikke er tilgjengelig. Det er flere fordeler med å bruke UAV-er for den rollen, for eksempel deres evne til å få tilgang til sikt til stort sett ethvert poeng i området.
Imidlertid representerer dette også en ulempe hvis kommunikasjonskanalen er ment å være sikker. Å finne en balanse mellom sikkerhets- og datalinkhastigheten gir et interessant optimaliseringsproblem som har vært fokus for forskning for mange informasjonsteoretikere en stund.
Sikre komms
For det første er det viktig å etablere en grunnlinje av hvorfor denne sikkerheten er viktig. UAV -er som opererer som kommunikasjonsplattformer i militære soner kan gi enestående evner for bakkestyrker. I ideelle situasjoner gir de en kobling fra alle bakkestyrker tilbake til den fremre operasjonsbasen, men også mellom individuelle bakkestyrker selv.
Imidlertid vil en sofistikert fiende vite hvor viktig den kommunikasjonslenken er og vil gjøre sitt beste for å enten avskjære overføringene og prøve å avkode dem eller bare fastslå signalet direkte. I det ene tilfellet mottar de viktige fiendens intel som motstanderen kanskje ikke vet at de har, og i den andre stenger de effektivt kommunikasjonsnettverket som kan gi den motstanderen en fordel.
Jamming ville være standard i de fleste situasjoner, så selv om informasjonskrigsoffiserene som er ansvarlige for å opprettholde UAV Comms -koblingen muliggjorde avansert kryptografi på kanalen, ville fienden deres ganske enkelt fastklemme den og eliminere hvilken taktisk fordel den kunne levere. Så nøkkelen er å etablere en sikker lenke samtidig som den gjør fastkjøring umulig.
En måte å gjøre det på er gjennom en teknikk som heter Physical Layer Security (PLS). Denne teknikken bruker det fysiske miljøet signalene blir sendt gjennom for å forsvare seg mot både avskjæring og fastkjøring. Den bruker teknikker som kanalhopping, stråleforming og, viktigst, med vilje overført støy for å tilsløre og forvirre eventuelle "menigheter" som kan lytte.
I informasjonsteori litteratur er en vakthavende et system som kan lytte til en comms -linje med dårlig intensjon. Å forvirre dem er et av de viktigste målene for å etablere en sikker kommunikasjonskanal.
Deteksjon kontra båndbredde
En artikkel som ble utgitt som et forhåndsutskrift i oktober 2023 av forskere fra Kina, India og Saudi-Arabia fokuserte på
Å etablere en sikker kommunikasjonslinje med en høy båndbredde mens du forvirrer eventuelle menigheter som kan lytte, uansett raffinementnivå. Det gjør det ved å bruke to forskjellige UAV -er - en som etablerer legitime kommunikasjonsforbindelser med bakkestyrker, mens den andre med vilje sylder av frekvensen begge bruker.
Intensjonell fastkjøring kan virke motproduktivt, men hvis jammer og sender koordinerer riktig, kan de lett lure et system bare ved å snuse forskjellige trådløse signaler. Jamming -signalet vil bli slått av på bestemte punkter for å la det virkelige signalet passere uten avbrudd.
For en ekstern part ville det imidlertid ikke være noen differensiering mellom fastkjøringsignalet og et faktisk signal, så det vil sannsynligvis ganske enkelt savne at en melding hadde blitt gitt helt.
Beregning av avveininger
Å si at optimaliseringsfunksjonen er kompleks vil være mildt sagt. I optimaliseringsteori er algoritmene designet for å finne et minimum avhengig av hvilken verdi som optimaliseres for. Imidlertid, mange ganger i den numeriske løsningen av funksjonen, er det ting som kalles "lokal minima", som kan tenkes som en divet før et brattere fall av den andre siden.
Å bli sittende fast i en av disse er en fare for mest forenklede optimaliseringsfunksjoner, så forfatterne brukte en påfølgende konveks tilnærming (SCA).
En SCA -algoritme takler dette lokale minima -problemet ved å forenkle lokalmiljøet til tilnærminger som lettere kan løses. Det gjør dette iterativt for å studere tilnærmingen rundt det nåværende punktet. Det forbedrer gradvis tilnærmingen over tid, slik at den kan representere den mer komplekse funksjonen mer nøyaktig mens den fremdeles behandler den som et gjennomførbart problem.
Utnytte droner
Informasjonskrigføring som dette får økende betydning, spesielt gitt økningen i bruken av droner i nesten alle moderne kriger. Etter hvert som droner blir mer utbredt som kommunikasjonsplattformer og møter fiender med sofistikerte avskjæringsteknikker, vil det å utvikle sikre kanaler som ikke kan tolkes eller fastkjørte, bli enda viktigere. Den innsatsen høres ut som et annet optimaliseringsproblem å løse.