論文の概要: Quantitative Analysis of UAV Intrusion Mitigation for Border Security in 5G with LEO Backhaul Impairments
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.14066v1
- Date: Wed, 15 Oct 2025 20:13:48 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-17 21:15:14.605093
- Title: Quantitative Analysis of UAV Intrusion Mitigation for Border Security in 5G with LEO Backhaul Impairments
- Title（参考訳）: LEOバックホール障害を有する5Gにおける境界セキュリティのためのUAV侵入軽減の定量的解析
- Authors: Rajendra Upadhyay, Al Nahian Bin Emran, Rajendra Paudyal, Lisa Donnan, Duminda Wijesekera,
- Abstract要約: 無人航空機は重要なインフラと国境警備に新たな脅威をもたらす。
本稿では、地球外・地球外ハイブリッド衛星5Gシステムにおいて、そのような侵入の検知と軽減の遅延を解析する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8427427828815586
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Uncooperative unmanned aerial vehicles (UAVs) pose emerging threats to critical infrastructure and border protection by operating as rogue user equipment (UE) within cellular networks, consuming resources, creating interference, and potentially violating restricted airspaces. This paper presents minimal features of the operating space, yet an end-to-end simulation framework to analyze detect-to-mitigate latency of such intrusions in a hybrid terrestrial-non-terrestrial (LEO satellite) 5G system. The system model includes terrestrial gNBs, satellite backhaul (with stochastic outages), and a detection logic (triggered by handover instability and signal quality variance). A lockdown mechanism is invoked upon detection, with optional local fallback to cap mitigation delays. Monte Carlo sweeps across UAV altitudes, speeds, and satellite outage rates yield several insights. First, satellite backhaul outages can cause arbitrarily long mitigation delays, yet, to meet fallback deadlines, they need to be effectively bounded. Second, while handover instability was hypothesized, our results show that extra handovers have a negligible effect within the range of parameters we considered. The main benefit of resilience from fallback comes from the delay in limiting mitigation. Third, patrol UEs experience negligible collateral impact, with handover rates close to terrestrial baselines. Stress scenarios further highlight that fallback is indispensable in preventing extreme control-plane and physical security vulnerabilities: Without fallback, prolonged outages in the satellite backhaul delay lockdown commands, allowing rogue UAVs to linger inside restricted corridors for several seconds longer. These results underscore the importance of complementing non-terrestrial links with local control to ensure robust and timely response against uncooperative UAV intrusions.
- Abstract（参考訳）: 無人無人航空機(UAV)は、携帯電話ネットワーク内の不正なユーザ機器(UE)として運用し、リソースを消費し、干渉を発生させ、制限された空域を侵食することで、重要なインフラと国境保護に対する新たな脅威を生じさせる。
本稿では,地球外衛星(LEO衛星)ハイブリッド5Gシステムにおいて,これらの侵入の検知と軽減の遅延を解析するためのエンドツーエンドのシミュレーションフレームワークを提案する。
システムモデルには、地上のgNB、衛星バックホール(確率的停止を伴う)、検出ロジック(ハンドオーバ不安定性と信号品質のばらつきによってトリガーされる)が含まれる。
検出時にロックダウン機構が起動され、キャップ緩和遅延に対するオプションのローカルフォールバックが実行される。
モンテカルロは、UAVの高度、速度、衛星の停止率を網羅し、いくつかの洞察を得た。
第一に、衛星のバックホールの停止は、任意に長い遅延を引き起こす可能性があるが、フォールバックの期限に間に合うためには、効果的に拘束される必要がある。
第2に, ハンドオーバの不安定性が仮定される一方で, 余剰ハンドオーバはパラメータの範囲内では無視できる効果を示した。
フォールバックによるレジリエンスの主なメリットは、緩和の遅延によるものだ。
第3に、パトロールUEは、地上基地線に近いハンドオーバ率で、無視できる副作用を経験する。
フォールバックがなければ、衛星バックホールの遅延ロックダウンコマンドの停止が長くなり、ローグのUAVが制限された回廊内を数秒延長できる。
これらの結果は,非地上リンクと局所制御を補完し,非協力的UAV侵入に対する堅牢かつタイムリーな応答を確保することの重要性を浮き彫りにした。
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