Omnidirectional Multi-Rotor Aerial Vehicle Pose Optimization: A Novel Approach to Physical Layer Security

要約

マルチローター航空機 (MRAV) を 5G および 6G ネットワークに統合すると、カバレッジ、接続性、混雑管理が強化されます。
これにより、ロボット工学と通信の間の相互作用が探求され、通信を意識したロボット工学が促進されますが、同時に MRAV がジャミングなどの悪意のある攻撃を受けやすくなります。
これらの攻撃に対抗するための従来のアプローチの 1 つは、MRAV 上でビームフォーミングを使用して物理層セキュリティ技術を適用することです。
この論文では、MRAV に対する妨害攻撃に対抗するための代替アプローチとしてポーズの最適化を検討します。
この技術は、位置と方向の両方を独立して制御できるドローンである全方向性 MRAV を対象としています。これは、位置とは独立して方向を制御できない、より一般的な非作動型 MRAV とは対照的です。
この論文では、悪意のあるジャマーによる攻撃を受けて、正規の地上ノードの基地局 (BS) として機能する全方向性 MRAV について考察します。
MRAV ポーズ (つまり、位置と方向) を最適化して、すべての正当なノードにわたる最小信号対干渉プラスノイズ比 (SINR) を最大化します。

要約(オリジナル)

The integration of Multi-Rotor Aerial Vehicles (MRAVs) into 5G and 6G networks enhances coverage, connectivity, and congestion management. This fosters communication-aware robotics, exploring the interplay between robotics and communications, but also makes the MRAVs susceptible to malicious attacks, such as jamming. One traditional approach to counter these attacks is the use of beamforming on the MRAVs to apply physical layer security techniques. In this paper, we explore pose optimization as an alternative approach to countering jamming attacks on MRAVs. This technique is intended for omnidirectional MRAVs, which are drones capable of independently controlling both their position and orientation, as opposed to the more common underactuated MRAVs whose orientation cannot be controlled independently of their position. In this paper, we consider an omnidirectional MRAV serving as a Base Station (BS) for legitimate ground nodes, under attack by a malicious jammer. We optimize the MRAV pose (i.e., position and orientation) to maximize the minimum Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio (SINR) over all legitimate nodes.

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