Mejorando la Seguridad en la Capa Física en Comunicaciones Asistidas por UAV: Un Esquema de Superficie Inteligente Reconfigurable Montada en UAV para la Optimización de la Tasa de Secreto
Autores: Chai, Mengqiu; Liu, Yuan; Zhao, Shengjie; Deng, Hao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Mejorando la Seguridad en la Capa Física en Comunicaciones Asistidas por UAV: Un Esquema de Superficie Inteligente Reconfigurable Montada en UAV para la Optimización de la Tasa de Secreto
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículos aéreos no tripulados
Seguridad en la capa física
Superficie inteligente reconfigurable
Comunicación asistida por UAV
Tasa de secreto
Algoritmo de optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Con la amplia aplicación de vehículos aéreos no tripulados (VANT) en los campos militar y civil, la seguridad de la capa física de la comunicación asistida por VANT ha atraído cada vez más atención en los últimos años. La superficie inteligente reconfigurable (RIS) es una tecnología revolucionaria y prometedora que puede mejorar la eficiencia del espectro a través de la reconfiguración inteligente del entorno de propagación. En este artículo, investigamos la seguridad de la capa física de los sistemas de comunicación asistida por RIS y VANT. Específicamente, consideramos el escenario de múltiples oyentes interceptando la comunicación entre la estación base y el usuario legítimo y proponemos un mecanismo seguro que despliega el RIS en un VANT dinámico para asistencia en seguridad. Con el fin de maximizar la tasa de secreto promedio del sistema, proponemos un problema de optimización conjunta de la trayectoria de vuelo del VANT, el cambio de fase de transmisión del RIS y la potencia de transmisión de la estación base. Dado que el problema propuesto no es convexo, es difícil resolverlo directamente, por lo que proponemos un algoritmo de optimización conjunta basado en técnicas de descenso de coordenadas por bloques y optimización convexa sucesiva. Los resultados de simulación verifican la efectividad de nuestro diseño propuesto para mejorar el rendimiento de secreto del sistema considerado.
Descripción
Con la amplia aplicación de vehículos aéreos no tripulados (VANT) en los campos militar y civil, la seguridad de la capa física de la comunicación asistida por VANT ha atraído cada vez más atención en los últimos años. La superficie inteligente reconfigurable (RIS) es una tecnología revolucionaria y prometedora que puede mejorar la eficiencia del espectro a través de la reconfiguración inteligente del entorno de propagación. En este artículo, investigamos la seguridad de la capa física de los sistemas de comunicación asistida por RIS y VANT. Específicamente, consideramos el escenario de múltiples oyentes interceptando la comunicación entre la estación base y el usuario legítimo y proponemos un mecanismo seguro que despliega el RIS en un VANT dinámico para asistencia en seguridad. Con el fin de maximizar la tasa de secreto promedio del sistema, proponemos un problema de optimización conjunta de la trayectoria de vuelo del VANT, el cambio de fase de transmisión del RIS y la potencia de transmisión de la estación base. Dado que el problema propuesto no es convexo, es difícil resolverlo directamente, por lo que proponemos un algoritmo de optimización conjunta basado en técnicas de descenso de coordenadas por bloques y optimización convexa sucesiva. Los resultados de simulación verifican la efectividad de nuestro diseño propuesto para mejorar el rendimiento de secreto del sistema considerado.