Comunicación segura de vehículos aéreos no tripulados en un sistema de comunicación de radar de doble función mediante la explotación de la interferencia constructiva
Autores: Xu, Qian; Yi, Jia; Wang, Xianyu; Niu, Ming-bo; Miah, Md. Sipon; Wang, Ling
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Comunicación segura de vehículos aéreos no tripulados en un sistema de comunicación de radar de doble función mediante la explotación de la interferencia constructiva
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículo aéreo no tripulado tradicional
Comunicación
Redes celulares
Comunicación por radar
Detección de objetivos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En contraste con la comunicación tradicional de vehículos aéreos no tripulados a través de espectro no licenciado, conectar vehículos aéreos no tripulados con redes celulares puede extender su cobertura de comunicación y mejorar la calidad de su servicio. Además, el emergente paradigma de comunicación de radar de doble función en sistemas celulares puede satisfacer mejor los requisitos de tareas sensibles a la ubicación, como la exploración y la entrega de carga. Basado en las consideraciones anteriores, en este documento, estudiamos el problema de la comunicación simultánea y la detección de objetivos en sistemas de vehículos aéreos no tripulados conectados a redes celulares. Específicamente, consideramos un sistema coordinado de dos celdas con dos estaciones base, vehículos aéreos no tripulados celulares y posibles objetivos aéreos. En tales sistemas, el problema de seguridad de la comunicación de los vehículos aéreos no tripulados celulares respecto a la interceptación de su objetivo es inevitable, ya que el haz principal de la forma de onda transmitida necesita apuntar en la dirección del objetivo para lograr un rendimiento de detección suficiente. Con el objetivo de proteger la privacidad de la transmisión celular y realizar la detección de objetivos, aprovechamos la técnica de seguridad de la capa física con la ayuda de la precodificación basada en interferencia constructiva. Se formula un problema de minimización de potencia de transmisión con restricciones sobre la transmisión celular segura y confiable y una relación señal-ruido más interferencia de radar suficiente. Al diseñar especialmente los vectores de formación de haz de transmisión en las estaciones base, las señales recibidas en los usuarios celulares se ubican en las regiones de decisión de los símbolos transmitidos, mientras que los objetivos solo pueden recibir símbolos incorrectos. También comparamos el rendimiento del esquema propuesto con el del tradicional sin interferencia constructiva. Los resultados de la simulación muestran que la estrategia basada en interferencia constructiva propuesta puede satisfacer los requisitos de detección simultánea de objetivos y comunicación segura, y también ahorrar potencia de transmisión en comparación con el esquema tradicional.
Descripción
En contraste con la comunicación tradicional de vehículos aéreos no tripulados a través de espectro no licenciado, conectar vehículos aéreos no tripulados con redes celulares puede extender su cobertura de comunicación y mejorar la calidad de su servicio. Además, el emergente paradigma de comunicación de radar de doble función en sistemas celulares puede satisfacer mejor los requisitos de tareas sensibles a la ubicación, como la exploración y la entrega de carga. Basado en las consideraciones anteriores, en este documento, estudiamos el problema de la comunicación simultánea y la detección de objetivos en sistemas de vehículos aéreos no tripulados conectados a redes celulares. Específicamente, consideramos un sistema coordinado de dos celdas con dos estaciones base, vehículos aéreos no tripulados celulares y posibles objetivos aéreos. En tales sistemas, el problema de seguridad de la comunicación de los vehículos aéreos no tripulados celulares respecto a la interceptación de su objetivo es inevitable, ya que el haz principal de la forma de onda transmitida necesita apuntar en la dirección del objetivo para lograr un rendimiento de detección suficiente. Con el objetivo de proteger la privacidad de la transmisión celular y realizar la detección de objetivos, aprovechamos la técnica de seguridad de la capa física con la ayuda de la precodificación basada en interferencia constructiva. Se formula un problema de minimización de potencia de transmisión con restricciones sobre la transmisión celular segura y confiable y una relación señal-ruido más interferencia de radar suficiente. Al diseñar especialmente los vectores de formación de haz de transmisión en las estaciones base, las señales recibidas en los usuarios celulares se ubican en las regiones de decisión de los símbolos transmitidos, mientras que los objetivos solo pueden recibir símbolos incorrectos. También comparamos el rendimiento del esquema propuesto con el del tradicional sin interferencia constructiva. Los resultados de la simulación muestran que la estrategia basada en interferencia constructiva propuesta puede satisfacer los requisitos de detección simultánea de objetivos y comunicación segura, y también ahorrar potencia de transmisión en comparación con el esquema tradicional.