60、5G及未来的物理层安全设计

5G及未来的物理层安全设计

1. 无人机系统的物理层安全

无人机（UAV）由于处理能力和电力有限（依靠电池供电），实施复杂的加密方法困难且成本高。因此，利用物理层安全（PLS）概念为基于无人机的系统提供安全保障是一个可行的替代方案。

针对无人机地面窃听的有效解决方案包括：
- 3D波束赋形 ：能在高度和方位平面改变波束模式，更精确的波束范围可有效增强系统的安全性和可靠性。3D波束赋形与人工噪声（AN）的联合使用，可有效降低窃听者的性能。
- 定位/轨迹设计 ：与地面节点相比，无人机在3D空间中的定位和轨迹调整更灵活。基于链路自适应的PLS原则，可利用这一特性提高系统的整体安全性。
- 协作干扰 ：无人机可作为移动协作干扰器，提高基于无人机的通信系统的保密性能。在实际应用中，单个无人机的通信和机动能力有限，因此可部署多个协作无人机，部分用于传输，部分作为空中干扰器协同工作。

2. 认知无线电（CR）系统中的PLS

CR是一种智能自适应无线电，通过机会性频谱共享提高频谱利用率，同时不干扰正常运行。CR节点能感知环境、分析并相应调整传输参数。然而，与传统通信系统相比，PLS在CR网络中的应用更具挑战性，原因包括需要严格遵循主用户（PU）网络的QoS规范、PU发射机对次用户（SU）接收机的干扰以及SU网络更容易受到安全威胁。传统的PLS技术可根据CR网络的约束和结构进行修改后应用。

3. 针对欺骗攻击的物理层认证（PHY - authentication）

欺骗攻击中，欺骗者控制