IEEE Open Journal of Vehicular Technology专题文章分享 (下一代非地面无线网络中无人机与物理层安全的必要性:潜在挑战与开放研究问题)
IEEE Open Journal of Vehicular Technology (OJVT) 是一本开放获取的全电子期刊,发表原创高质量论文,涵盖移动无线电、机动车辆和陆地交通领域电气和电子工程的理论、实验和操作层面。我们的期刊不仅欢迎原创高质量论文,也欢迎以行业为中心的出版物,重点关注研究成果并提出对进行类似研究的人员有用的想法。
本月首篇专题文章由奥胡斯大学、布加勒斯特国立科技大学POLITEHNICA、伊斯兰堡COMSATS大学以及SmartAvatar B.V.的研究人员和业界专家联合撰写,全面介绍了物理层安全领域的教程性内容和最新研究进展,重点聚焦于非地面网络(NTN)无线通信。同时,论文还探讨了与无人机(UAV)安全相关的当前研究挑战、开放性问题以及未来研究方向。。
Need of UAVs and Physical Layer Security in Next-Generation Non-Terrestrial Wireless Networks: Potential Challenges and Open Issues
Asim Ul Haq; Seyed Salar Sefati; Syed Junaid Nawaz; Albena Mihovska; Michail J. Beliatis
Published in Volume 6, IEEE Open Journal of Vehicular Technology
https://ieeexplore.ieee.org/document/10824882
为了容纳海量无线连接设备,并满足未来应用对于可靠性、容量以及全球覆盖范围的需求,6G及后续移动通信网络旨在将地面网络(Terrestrial Networks)与非地面网络(Non-Terrestrial Networks, NTN)融合为统一的智能化三维通信架构,从而提供超高可靠性、高速率以及无处不在的连接服务。然而,这种高度分散且异构的网络环境带来了严峻的安全挑战,而传统安全方案尚无法充分应对这些问题。本文强调了物理层安全(Physical Layer Security)的关键作用,将其视为一种极具前景、无需依赖基础设施的安全框架,能够在天地一体化网络系统中保障通信的机密性、完整性和可用性。
本文全面综述并系统介绍了面向NTN通信的物理层安全技术及其最新研究进展,涵盖保密波束赋形(Secrecy Beamforming)、人工噪声(Artificial Noise)、协作干扰(Cooperative Jamming)、安全中继(Secure Relaying)以及基于信道的秘密密钥生成(Channel-Based Secret Key Generation)等关键技术。此外,本文进一步探讨了如何利用6G关键使能技术,包括大规模多输入多输出(Massive MIMO)、毫米波通信(Millimeter-Wave Communications)、智能反射表面(Intelligent Reflecting Surfaces)以及移动网络中的机器学习(Machine Learning),增强网络对窃听攻击的抵抗能力,并提升天地空一体化网络中的保密性能。
最后,本文总结了当前研究进展,并指出了未来研究面临的开放性挑战与发展方向,包括跨层设计(Cross-Layer Design)、人工智能驱动的自适应安全机制(AI-Enabled Adaptive Security)、频谱共享(Spectrum Sharing)以及与未来3GPP NTN标准化进程相适应的实际部署与实现问题。
