增强低轨卫星物联网网络通信中的物理层安全
网络与互联网体系结构
2024-07-08 v1
摘要
低地球轨道(LEO)卫星的广泛部署给物联网(IoT)网络的通信安全问题带来了重大挑战。随着可能充当窃听者的卫星数量不断增加，将物理层安全(PLS)集成到卫星通信中已变得日益关键。然而，这些研究面临着诸多挑战，例如处理动态拓扑的困难、干扰分析的局限性以及性能评估的高度复杂性。为应对这些挑战，我们首次利用随机几何(SG)分析框架研究了卫星通信中的PLS策略。我们考虑了一个LEO物联网网络中的上行通信场景，其中来自不同运营商的多层卫星分别充当合法接收者和窃听者。在此场景下，我们推导了安全性能指标（即可用概率、成功通信概率和安全通信概率）的低复杂度解析表达式。通过引入功率分配参数，我们将人工噪声(AN)技术（一种重要的PLS策略）纳入此分析框架，并评估了其为安全传输带来的增益。除了AN技术，我们还分析了星座配置、物理层参数和网络层参数对上述指标的影响。
引用
@article{arxiv.2407.04077,
title = {Enhancing Physical Layer Security in LEO Satellite-Enabled IoT Network Communications},
author = {Anna Talgat and Ruibo Wang and Mustafa A. Kishk and Mohamed-Slim Alouini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.04077},
year = {2024}
}