Адаптивне псевдовипадкове перелаштування робочої частоти з інформаційно-екстремальним керуванням для захищених безпілотних мереж

Анотація

У статті досліджується проблема вразливості каналів зв’язку безпілотного літального апарату (БПЛА) в умовах активного застосування засобів радіоелектронної боротьби (РЕБ). Сучасні безпілотні системи дедалі частіше стають об’єктами цілеспрямованих атак, що включають перехоплення та модифікацію трафіку, глушіння керуючих сигналів, підміну даних або запуск деструктивних кібератак на канали зв’язку. З метою забезпечення надійності, безпеки та безперервності зв’язку між БПЛА та наземною станцією управління, авторами запропоновано багаторівневу адаптивну архітектуру захисту, що включає кілька взаємодоповнюючих компонентів: адаптивне псевдовипадкове перестрибування частот (FHSS), програмно-визначувані мережі (SDN/NFV), вбудовані IDS/IPS-системи виявлення атак та апаратні модулі довіри. Застосування логістичного відображення та нормалізованого інформаційного критерію інформаційно-екстремального навчання дозволяє динамічно керувати FHSS-послідовностями з урахуванням стану каналу та рівня загроз. SDN-контролер, використовуючи гнучке керування мережею, виконує моніторинг каналів, виявляє ознаки атак або нестабільності та в режимі реального часу переналаштовує маршрути передачі даних. Результати проведених експериментальних досліджень підтверджують ефективність запропонованого рішення – затримка обробки сигналу становила лише 8–12 мс, що є прийнятним для критичних задач керування, а коливання показника успішної доставки пакетів (PDR) під час адаптивної зміни каналів не перевищували 5 %, що свідчить про стабільність та відновлюваність системи навіть під час активного радіоелектронного впливу. Поєднання інформаційно-екстремального управління, адаптивного FHSS та гнучкої архітектури SDN/NFV створює ефективну систему протидії РЕБ і кіберзагрозам. Запропонований підхід не лише підвищує живучість та доступність каналів зв’язку, але й сприяє збереженню точності моделей машинного навчання (ML) розпізнавання, які працюють на борту БПЛА, що є критично важливим для виконання бойових або розвідувальних завдань у ворожому середовищі.