📘 《AI 時代系列（6）：進階通訊工程——邁向2035年太空星鏈網路時代》
📘 第 13周: 🛡️ 星鏈安全：PQC × Anti-Jamming × Laser Link Security
124／150單元：Anti-Jamming 🚫 四大管道的干擾防禦________________________________________
🎯 單元導讀
在第 1 章中，我們看到頻寬 × SNR 決定通道的速度極限。
但在真實世界裡，通訊的最大敵人往往不是雜訊，而是惡意攻擊的「干擾（jamming）」。
在 6G NTN（非地面網路）與星鏈 LEO 星座中，干擾可能透過四條通路入侵：
1. Uplink（地面 → 衛星）
2. Downlink（衛星 → 地面）
3. Gateway（地面閘道）
4. Laser Link（星間光鏈路）
一旦干擾成功：
✔ UE 掛掉
✔ 區域服務中斷
✔ 基站與衛星入不了網
✔ 整個 LEO 星座 routing 受影響
這也是為什麼反干擾（Anti-Jamming）被視為
⭐ 6G × 星鏈的核心安全能力。
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🧠 一、什麼是 Jamming？
干擾攻擊是以高功率訊號塞滿通道，使合法訊號進不了接收器。
形式包含：
• 寬頻壓制（wideband noise flood）
• 追蹤式干擾（reactive jamming）
• 掃頻（chirp sweep）
• 偽訊號（spoofing）
• 光學干擾（laser blinding）
與駭入不同：
✔ 不需破解密碼
✔ 不需進入系統
✔ 只需強功率
這就是干擾攻擊的可怕之處。
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🧠 二、四大管道的干擾與反制機制
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① Uplink Jamming（UL 干擾）📡
地面 → 衛星，是整體中最容易被攻擊的方向。
攻擊方法：
• 高功率寬頻噪聲
• 掃頻干擾（Chirp）
• 偽上行訊號
• 近距離壓制
⭐ 反制技術
✔ UL Beamforming Nulling
衛星天線把干擾來源方向挖出 Null。
✔ FHSS（跳頻）
頻率快速跳動 → 攻擊者追不上。
✔ AI Spectrum Sensing
AI 判斷「雜訊」or「干擾」→ 即時換頻。
✔ PUSCH 動態功率控制
UE 自動提高 UL 功率以克服干擾。
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② Downlink Jamming（DL 干擾）🛰️
衛星 → 地面，難度比 UL 高，但仍可能受到：
• 側向高功率 emitter
• GNSS spoof 造成 UE 位置誤差
⭐ 反制技術
✔ 超窄波束（sub-10°）
攻擊者若不在 beam 主瓣 → 收不到訊號。
✔ Beam Hopping
Starlink/6G NTN 使用的技術：
每 1~10ms 改變波束形狀 → 干擾難以鎖定。
✔ UE 端 Null-steering
手機/終端的小型 MIMO 陣列形成 Null。
✔ 雙頻切換（Ka/Ku）
某頻段被攻擊 → 立即改頻。
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③ Gateway Jamming（閘道干擾）🏙️
Gateway = 星鏈的雲核心進出點。
若被干擾，整個地區的衛星服務可能中斷。
攻擊手法：
• 大功率指向性干擾
• 接近地面站的壓制式攻擊
• EMP（電磁脈衝）
⭐ 反制技術
✔ vGateway（虛擬閘道）
把 Gateway 功能分散部署在雲端：
→ 單一 Gateway 被打不會全區掛掉。
✔ Gateway Load Shifting
全星座自動「切換到其他國家或地區的 Gateway」。
✔ 多頻回傳 Ka/Ku/Optical
干擾其中一種頻段 → 其他路徑頂上。
✔ Beam Steering（衛星端）
調整入射角避開干擾源方位。
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④ Laser Link Jamming（光鏈干擾）🔦
星間雷射鏈路是星鏈的核心技術，也是一旦被干擾最致命的部分。
攻擊方式：
• 高功率激光致盲
• 偽雷射訊號（spoof）
• 角度偏折
• 光學脈衝攻擊
⭐ 反制技術
✔ Ultra-Narrow Beam（超窄光束）
偏 20–50 微弧度就進不了光接收器。
✔ Optical Frequency Hopping（光跳頻）
在多波長（如 850/1310/1550 nm）間跳動。
✔ AI Beam Alignment Correction
AI 即時校正角度 → 避免被偏折攻擊阻斷。
✔ Power Shaping（光功率塑形）
根據背景光強度調整功率 → 防止被反射干擾。
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🧠 三、ASCII 圖：四通道干擾概念
Laser Jam
↓
UL Jam → [ LEO Satellite ] → Gateway Jam
↑
DL Jam
這個示意圖描述 LEO 衛星通訊系統在對抗環境下可能遭遇的多層干擾（Jamming）攻擊場景：上行（UL Jam）干擾會壓制地面終端送往 LEO 衛星的訊號，使衛星難以正確解調；下行（DL Jam）則直接干擾衛星對地回傳，影響使用者接收品質；同時，星間或光學鏈路可能遭受 Laser Jam，破壞衛星之間或衛星至閘道的高速傳輸；而 Gateway Jam 則針對地面閘道站，使核心網路無法與衛星星座穩定互通。這種「端點＋中繼＋回程」的立體式干擾，凸顯 LEO 系統必須結合頻率跳變、波束成形、路徑多樣化與跨層防禦機制，才能維持整體網路韌性與服務連續性。
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🧠 四、為什麼 6G 更需要 Anti-Jamming？
6G = mmWave + THz + NTN + Laser Link
特性更脆弱：
✔ 高頻更易被遮蔽與干擾
✔ LEO 星座覆蓋大 → 更易被攔截
✔ Ninja-style reactive jammer 更強
✔ GNSS spoof＋beam misalignment 會破壞整條路徑
結論：
⭐ 6G 是人類史上最依賴 Anti-Jamming 的行動通訊標準。
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🧠 五、AI-native Anti-Jamming：最終形態
AI 在反干擾中的角色：
✔ 感測干擾熱圖（Interference Heatmap）
✔ 預測干擾者位置
✔ 自動重排 routing（經 Laser Link 迴避）
✔ 自動重新配置 beam
✔ 實作「反干擾策略強化學習」
AI 使用 DRL（Deep Reinforcement Learning）
→ 可在 10–50 ms 內完成反干擾決策。
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🧠 六、模擬題
1️⃣ 模擬 UL Jamming 對 UE throughput 的影響，並用 Null-steering 改善。
2️⃣ 模擬 Ka/Ku 雙頻切換的抗干擾能力。
3️⃣ 模擬激光 blinding 對 Laser Link BER 的影響。
4️⃣ 建立一個 Gateway Jamming → vGateway Failover 的流程。
5️⃣ 用 DRL 訓練一個「自動 Anti-Jamming Beam Manager」。
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✅ 七、小結與啟示
✔ 干擾是所有 NTN/星鏈系統的主要實戰威脅
✔ 四大管道必須同時防禦（UL/DL/GW/Laser）
✔ 反制技術跨越：MIMO、FHSS、Beam hopping、光跳頻
✔ AI-native 是未來反干擾的核心能力
✔ Anti-Jamming 是 6G NTN 的「生存線」
一句話：
🌐 Anti-Jamming = 星鏈 × 6G 太空網路的防禦心臟。
