論文の概要: Secure Low-altitude Maritime Communications via Intelligent Jamming
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.06659v1
- Date: Mon, 10 Nov 2025 03:16:19 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-11 21:18:45.048796
- Title: Secure Low-altitude Maritime Communications via Intelligent Jamming
- Title(参考訳): インテリジェントジャミングによる低高度海上通信のセキュア化
- Authors: Jiawei Huang, Aimin Wang, Geng Sun, Jiahui Li, Jiacheng Wang, Weijie Yuan, Dusit Niyato, Xianbin Wang,
- Abstract要約: 低高度無線ネットワーク (LAWN) は海上通信の有効なソリューションとして登場している。
オープンで明確なUAV通信チャネルは、海上のLAWNを盗聴攻撃に対して脆弱にする。
本稿では,動的盗難対策にインテリジェントジャミングを用いた低高度海上通信システムを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 53.42658269206017
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Low-altitude wireless networks (LAWNs) have emerged as a viable solution for maritime communications. In these maritime LAWNs, unmanned aerial vehicles (UAVs) serve as practical low-altitude platforms for wireless communications due to their flexibility and ease of deployment. However, the open and clear UAV communication channels make maritime LAWNs vulnerable to eavesdropping attacks. Existing security approaches often assume eavesdroppers follow predefined trajectories, which fails to capture the dynamic movement patterns of eavesdroppers in realistic maritime environments. To address this challenge, we consider a low-altitude maritime communication system that employs intelligent jamming to counter dynamic eavesdroppers with uncertain positioning to enhance the physical layer security. Since such a system requires balancing the conflicting performance metrics of the secrecy rate and energy consumption of UAVs, we formulate a secure and energy-efficient maritime communication multi-objective optimization problem (SEMCMOP). To solve this dynamic and long-term optimization problem, we first reformulate it as a partially observable Markov decision process (POMDP). We then propose a novel soft actor-critic with conditional variational autoencoder (SAC-CVAE) algorithm, which is a deep reinforcement learning algorithm improved by generative artificial intelligence. Specifically, the SAC-CVAE algorithm employs advantage-conditioned latent representations to disentangle and optimize policies, while enhancing computational efficiency by reducing the state space dimension. Simulation results demonstrate that our proposed intelligent jamming approach achieves secure and energy-efficient maritime communications.
- Abstract(参考訳): 低高度無線ネットワーク (LAWN) は海上通信の有効なソリューションとして登場している。
これらの海上のLAWNでは、無人航空機(UAV)は、その柔軟性と展開の容易さから、無線通信の実用的な低高度プラットフォームとして機能する。
しかし、オープンで明確なUAV通信チャネルは、海上のLAWNを盗聴攻撃に対して脆弱にする。
既存のセキュリティアプローチでは、eavesdropperは事前に定義された軌道を辿り、現実的な海洋環境におけるeavesdropperの動的な動きパターンを捉えるのに失敗することが多い。
この課題に対処するために、インテリジェントジャミングを利用した低高度海上通信システムについて検討する。
このようなシステムでは、機密率とUAVのエネルギー消費の相反する性能指標のバランスをとる必要があるため、安全でエネルギー効率の良い海上通信多目的最適化問題(SEMCMOP)を定式化する。
この動的で長期の最適化問題を解決するため、まず部分的に観測可能なマルコフ決定プロセス(POMDP)として再検討する。
次に, 条件付き変分オートエンコーダ(SAC-CVAE)アルゴリズムを提案する。
具体的には、SAC-CVAEアルゴリズムは、状態空間次元を小さくすることで計算効率を向上しつつ、利点条件付き潜在表現を用いてポリシーを歪め、最適化する。
シミュレーションの結果,提案手法は安全でエネルギー効率のよい海上通信を実現する。
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