Seguridad de capa física para el sistema de comunicación aeronáutica digital de banda L con mitigación de interferencias
Autores: Qian, Lei; Xu, Henghao; Wang, Lei; Wang, Di; Liu, Xin; Shi, Boya
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Seguridad de capa física para el sistema de comunicación aeronáutica digital de banda L con mitigación de interferencias
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Sistemas de comunicaciones de aviación civil del futuro
Sistema de comunicación aeronáutica digital de banda L
Seguridad de transmisión
Seguridad de capa física
Espía
Mitigación de interferencias
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 64
Citaciones: Sin citaciones
Como uno de los principales candidatos para los futuros sistemas de comunicaciones de aviación civil, se espera que el sistema de comunicación aeronáutica digital de banda L (L-DACS) logre una transmisión segura y confiable. Debido a la naturaleza de difusión de los enlaces inalámbricos aire-tierra, el L-DACS tiene el riesgo de ser interceptado por oyentes malintencionados, lo que afecta negativamente la seguridad de la comunicación aeronáutica. Además, debido a que el espectro del L-DACS se superpone con el equipo de medición de distancia de aviación (DME), la interferencia de pulso causada por la señal DME puede hacer que el enlace inalámbrico sea más frágil y susceptible al espionaje. En este documento, con un enfoque en mejorar la seguridad de la transmisión inalámbrica, proponemos un método integral de seguridad en la capa física (PLS) para el L-DACS. La clave del método PLS propuesto es restringir la transmisión del oyente no autorizado mediante la inyección de ruido artificial en la señal transmitida, al tiempo que se mejora la transmisión del receptor legítimo a través de la adopción de mitigación de interferencia de pulso. Primero, para caracterizar el L-DACS en el escenario seguro, derivamos la relación señal a interferencia más ruido (SINR) del receptor legítimo y cualquier posible oyente no autorizado mediante la construcción de ruido equivalente. A continuación, desde la perspectiva de la teoría de la información, derivamos la forma cerrada de la capacidad de secreto del L-DACS mediante el empleo de los métodos PLS propuestos con tres tipos de mitigación de interferencia no lineal: incluyendo el borrado ideal de pulsos, el borrado de pulsos basado en umbral máximo y el recorte de pulsos basado en umbral máximo. Finalmente, comparamos y analizamos diferentes formas de mejorar la capacidad de secreto del método PLS propuesto utilizando varios métodos de mitigación de interferencia.
Descripción
Como uno de los principales candidatos para los futuros sistemas de comunicaciones de aviación civil, se espera que el sistema de comunicación aeronáutica digital de banda L (L-DACS) logre una transmisión segura y confiable. Debido a la naturaleza de difusión de los enlaces inalámbricos aire-tierra, el L-DACS tiene el riesgo de ser interceptado por oyentes malintencionados, lo que afecta negativamente la seguridad de la comunicación aeronáutica. Además, debido a que el espectro del L-DACS se superpone con el equipo de medición de distancia de aviación (DME), la interferencia de pulso causada por la señal DME puede hacer que el enlace inalámbrico sea más frágil y susceptible al espionaje. En este documento, con un enfoque en mejorar la seguridad de la transmisión inalámbrica, proponemos un método integral de seguridad en la capa física (PLS) para el L-DACS. La clave del método PLS propuesto es restringir la transmisión del oyente no autorizado mediante la inyección de ruido artificial en la señal transmitida, al tiempo que se mejora la transmisión del receptor legítimo a través de la adopción de mitigación de interferencia de pulso. Primero, para caracterizar el L-DACS en el escenario seguro, derivamos la relación señal a interferencia más ruido (SINR) del receptor legítimo y cualquier posible oyente no autorizado mediante la construcción de ruido equivalente. A continuación, desde la perspectiva de la teoría de la información, derivamos la forma cerrada de la capacidad de secreto del L-DACS mediante el empleo de los métodos PLS propuestos con tres tipos de mitigación de interferencia no lineal: incluyendo el borrado ideal de pulsos, el borrado de pulsos basado en umbral máximo y el recorte de pulsos basado en umbral máximo. Finalmente, comparamos y analizamos diferentes formas de mejorar la capacidad de secreto del método PLS propuesto utilizando varios métodos de mitigación de interferencia.