Il jamming sulle onde millimetriche colpisce link, radar e reti tattiche: ecco come funziona, perché le frequenze mmWave sono vulnerabili ma difficili da disturbare e quali contromisure esistono.

Che cos'è il millimeter wave jamming e perché è rilevante?

Il millimeter wave jamming, ovvero il disturbo intenzionale delle onde millimetriche, riguarda le interferenze deliberate contro collegamenti, radar e reti tattiche che operano in questa porzione di spettro, e comprende anche le tecniche di rilevamento e le contromisure anti-jamming. Chi si avvicina a questo tema di solito vuole capire come funziona il disturbo, per quale motivo le frequenze mmWave siano vulnerabili eppure difficili da bloccare, e quali difese esistano. Analizzando reti wireless, mi capita spesso di imbattermi in un equivoco ricorrente: molti pensano che l'attenuazione atmosferica renda le mmWave praticamente inutilizzabili. In realtà è proprio questa caratteristica a trasformarsi in un vantaggio sul fronte della sicurezza.

Lo spettro mmWave si estende all'incirca da 24 a 100 GHz secondo Blu Wireless, ma c'è chi come DigiKey, Hirose e ScienceDirect lo colloca più in alto, tra 30 e 300 GHz. La posta in gioco è alta: parliamo di velocità multi-gigabit e latenza sotto il millisecondo, sempre stando a Blu Wireless. In questo scenario, il jamming RF non va confuso con il classico rumore di fondo — è piuttosto un attacco chirurgico che sfrutta le leggi stesse della propagazione. Capire dove finisce l'interferenza accidentale e dove inizia il jamming intenzionale è il punto di partenza obbligato per chi vuole costruire difese che reggano, soprattutto in contesti tattici dove perdere la connettività non è un'opzione.

Come funziona il jamming RF tra barrage, spot e sweep?

Il jamming RF funziona così: si trasmette un segnale sulla stessa frequenza del bersaglio, ma con una potenza più alta rispetto alla trasmissione legittima. Risultato? Il ricevitore si aggancia al jammer e non al segnale utile. Le tecniche si differenziano soprattutto per ampiezza e strategia. Il noise jamming, per esempio, usa rumore continuo; il deceptive jamming manda segnali fuorvianti; il barrage jamming copre un'ampia gamma di frequenze; lo spot jamming colpisce una frequenza specifica; e lo sweep jamming, invece, scorre rapidamente su più frequenze.

Nella terminologia del settore rientrano anche il jamming meccanico e quello elettronico. Il primo riflette i segnali radio nemici per generare bersagli falsi o fuorvianti, mentre il secondo sfrutta altre tecniche, come riportato da Wikipedia. Quando si parla di reti mmWave, però, la sfida si fa doppia: il jammer deve prima individuare la direzione del fascio, ma una volta che ci riesce può concentrare tutta la potenza su quel punto. Ecco spiegato perché le difese moderne non si accontentano di filtrare il rumore: ormai integrano il rilevamento direzionale e il beamforming adattivo per rispondere in modo mirato.

Perché i segnali mmWave sono vulnerabili ma difficili da disturbare?

Il fatto che le mmWave siano così direzionali le rende anche molto sensibili: basta poco per disturbare un collegamento. La propagazione, infatti, è di tipo line-of-sight e qualsiasi ostacolo finisce per degradare le prestazioni; senza contare che cambia con l'altitudine, le precipitazioni e l'altezza sul livello del mare, come osserva dB Control. C'è però un lato positivo: proprio perché i fasci sono strettamente focalizzati, le trasmissioni mmWave risultano più difficili da rilevare, localizzare o intercettare rispetto ai classici segnali RF omnidirezionali.

L'attenuazione, qui, non segue affatto un andamento lineare. Intorno ai 18 GHz siamo sui 0,1 dB/km; a 60 GHz si sale ad almeno 12 dB/km, per poi ridiscendere a circa 0,8 dB/km; a 80 GHz il valore è di circa 0,6 dB/km, mentre a 95 GHz risale leggermente a circa 0,8 dB/km (dB Control, 3 settembre 2024). C'è poi un altro dato interessante: a parità di potenza RF in uscita e con antenne identiche a fine percorso, in spazio libero la potenza del segnale a 140 GHz risulta superiore di 5,7 dB rispetto ai 73 GHz e addirittura di 14 dB rispetto ai 28 GHz. E proprio le frequenze ad alta attenuazione, come sottolinea ancora dB Control, sono quelle più appetite per le comunicazioni sicure: riducono infatti la probabilità che qualcuno intercetti il segnale o tenti di disturbarlo.

Che cos'è il modello di attacco OWJ (Opportunistic Wiretapping and Jamming)?

L'OWJ è un modello di attacco piuttosto recente nel panorama delle reti wireless mmWave: in pratica, un intercettatore decide di volta in volta se fare wiretapping o jamming, in base a quanto gli costa nell'immediato. Il punto è che mettere insieme lo spionaggio e il disturbo rende l'attacco molto più insidioso rispetto a ciascuna delle due tecniche usate da sole — è quello che emerge dai lavori di Y. Zhang (2022) su TechRxiv e di S. Jayasree (2024) su IEEE. In sostanza, l'attaccante sceglie il momento e la modalità a lui più convenienti, e per chi deve difendersi diventa parecchio più complicato.

Questo modello è insidioso soprattutto perché sfrutta la natura bidirezionale delle reti mmWave. In pratica, se intercettare costa poco l'attaccante si limita ad ascoltare, mentre se disturbare risulta più conveniente passa al jamming. Difendersi, quindi, non significa solo essere robusti al rumore: serve anche la capacità di accorgersi di comportamenti anomali e di reagire adattandosi di volta in volta. L'approccio OWJ, in fondo, lo dimostra bene: la sicurezza fisica delle mmWave non è un capitolo a parte, ma va pensata insieme alla resilienza operativa del sistema.

Come funziona il rilevamento del jamming basato sulla direzione nei sistemi mmWave massive MIMO?

Il rilevamento basato sulla direzione sfrutta le informazioni direzionali dei segnali che arrivano all'array di antenne della stazione base. In pratica, durante la fase di training i segnali pilota permettono di capire non solo se un jammer è presente, ma anche da quale direzione sta colpendo. Una volta individuato, il suo sottospazio angolare viene escluso dalla stima del canale, e il combiner si occupa di cancellare l'interferenza. È l'approccio descritto in arXiv 2104.01856v1 (5 aprile 2021): i risultati mostrano un'efficienza spettrale vicina a quella che si avrebbe senza jamming, anche quando la potenza del jammer è nettamente inferiore a quella dell'utente.

Il punto chiave è la separazione spaziale: le mmWave massive MIMO hanno tantissimi elementi radianti, e proprio per questo il sistema riesce a distinguere il segnale utile dal disturbo guardando l'angolo di arrivo. In pratica, un jammer non può limitarsi a spingere potenza: deve anche puntare nella direzione giusta. Se sbaglia angolo, viene filtrato senza tanti complimenti. E se invece ci azzecca? Anche in quel caso il sistema può escluderlo dalla stima del canale e tirar fuori comunque il segnale utile, come hanno dimostrato le prove su testbed a 28 GHz del MSU INSS Lab.

Come funziona il beamforming congiunto analogico-digitale per il 5G mmWave anti-jamming?

Un ricevitore con beamforming congiunto analogico-digitale combina l'ottimizzazione bayesiana con apprendimento online per il beamforming analogico e il rilevamento digitale M-MMSE modificato. Questo sopprime il jamming in entrambi i domini, consentendo una decodifica robusta dei pacchetti anche senza conoscenza preliminare della forma d'onda del jammer, con validazione su un testbed over-the-air a 28 GHz. Il progetto anti-jamming 5G è guidato da Huacheng Zeng, INSS Lab, Michigan State University (MSU), con dispositivi National Instruments (NI) USRP.

Il lavoro di P. Yan, B. Zhang, S. Zhang, Kai Zeng e H. Zeng, pubblicato su IEEE Transactions on Machine Learning in Communications and Networking nel 2025, descrive l'approccio in dettaglio. L'ottimizzazione bayesiana adatta la direzione del fascio analogico per massimizzare la qualità del segnale sopprimendo l'interferenza; il rilevamento digitale M-MMSE mitiga l'interferenza residua bilanciando soppressione del rumore e recupero del segnale. La combinazione dei due domini è ciò che rende il sistema efficace anche in presenza di jammer potenti.

Quali sono le specifiche e i parametri a confronto tra sistemi legacy e mmWave tattiche?

Il confronto tra sistemi VHF/UHF tradizionali e mmWave tattiche evidenzia differenze sostanziali in capacità, firma RF e resistenza al jamming. I sistemi legacy operano sotto i 3 GHz, con throughput limitato, trasmissione omnidirezionale, alta firma RF, moderata resistenza al jamming e forte dipendenza dal GPS. Le mmWave tattiche, invece, coprono 24-100 GHz, offrono multi-Gbps, beamforming direzionale, bassa probabilità di rilevamento, alta resistenza al jamming e compatibilità mesh senza GPS, secondo Blu Wireless.

La propagazione mmWave è in linea di vista e le ostruzioni riducono significativamente le prestazioni. Le mmWave hanno alta direttività come le onde luminose, piccola diffrazione e grande attenuazione atmosferica: sono difficili per trasmissioni a lunga distanza da stazione base a utente, ma adatte a trasmissioni a corto raggio, radar veicolare e sensing ad alta precisione, secondo Hirose Electric. Questo le rende ideali per ambienti tattici dove la connettività deve essere robusta e difficile da intercettare.

Quali sono i compromessi tra vantaggi e limiti delle mmWave?

I vantaggi delle mmWave includono alta capacità, bassa latenza, stealth, resistenza al jamming e mesh indipendente dal GPS. I limiti riguardano la propagazione in linea di vista, la sensibilità agli ostacoli, l'attenuazione atmosferica e la necessità di componenti periferici ad alta precisione come circuiti stampati, antenne, connettori e cavi. I sistemi legacy, dal canto loro, sono fragili in ambienti contesi o negati e la loro struttura centralizzata crea un singolo punto di guasto.

Il mesh networking rappresenta una risposta a questi limiti: è decentralizzato, auto-riparante e ridondante, con nodi che inoltrano e reindirizzano il traffico senza un hub centrale. La piattaforma Blu Wireless PhantomBlu è un esempio di connettività tattica stealth-ready. Nella mia valutazione, il compromesso chiave è che le mmWave richiedono una progettazione più attenta, ma offrono resilienza superiore in scenari dove le reti tradizionali fallirebbero. La scelta dipende dal contesto operativo e dalla tolleranza ai costi di implementazione.

Quali passi pratici seguire per progettare un ricevitore anti-jamming mmWave?

La progettazione di un ricevitore anti-jamming efficace parte dalla combinazione di beamforming analogico e rilevamento digitale. Il primo passo è implementare l'ottimizzazione bayesiana per adattare la direzione del fascio analogico in tempo reale, massimizzando la qualità del segnale utile. Il secondo è integrare il rilevamento digitale M-MMSE modificato per mitigare l'interferenza residua. Il terzo è validare il sistema su un testbed over-the-air a 28 GHz, come fatto dal MSU INSS Lab con dispositivi NI USRP.

Un aspetto spesso trascurato è la necessità di rilevare il jammer prima di sopprimerlo. Il rilevamento basato sulla direzione, usando i segnali pilota in training, permette di identificare esistenza e direzione del disturbo. Solo dopo si può escludere il sottospazio angolare del jammer dalla stima del canale. Questo flusso di lavoro, documentato nella ricerca del 2025 e nel survey di H. Pirayesh e H. Zeng (IEEE Communications Surveys and Tutorials, vol. 24, no. 2, pp. 767-809, marzo 2022), rappresenta lo stato dell'arte per le reti 5G mmWave anti-jamming.

Quali sono le prospettive per il rilevamento non supervisionato e gli assorbitori mmWave?

Oltre al rilevamento basato sulla direzione, la ricerca esplora metodi non supervisionati per il rilevamento del jamming nei radar mmWave. Z. Fan (2026) ha presentato un metodo di rilevamento non supervisionato per radar mmWave negli atti della conferenza SPIE. Questo approccio è promettente perché non richiede dati etichettati, che sono difficili da ottenere in ambienti operativi reali. In parallelo, gli assorbitori mmWave disperdono i segnali di jamming come protezione elettromagnetica, secondo ScienceDirect.

Queste due linee di ricerca si completano: il rilevamento non supervisionato identifica l'attacco, mentre gli assorbitori riducono l'energia che raggiunge i componenti sensibili. Nella pratica, una difesa a strati combina rilevamento, beamforming adattivo e materiali assorbenti. La lezione è che non esiste una singola contromisura vincente: la resilienza nasce dall'integrazione di più tecniche, validate su testbed reali e aggiornate con i progressi della ricerca.

Domande frequenti

Perché i segnali a onde millimetriche sono vulnerabili al jamming?

La natura altamente direzionale e la sensibilità delle mmWave rendono i segnali particolarmente suscettibili agli attacchi di jamming. La propagazione è in linea di vista e quasi ogni ostruzione riduce le prestazioni. Tuttavia, i fasci strettamente focalizzati rendono le trasmissioni mmWave più difficili da rilevare, localizzare o intercettare rispetto ai segnali RF omnidirezionali tradizionali.

Come funziona la comunicazione 5G mmWave anti-jamming?

Un ricevitore con beamforming congiunto analogico-digitale combina l'ottimizzazione bayesiana con apprendimento online per il beamforming analogico e il rilevamento digitale M-MMSE modificato. Questo sopprime il jamming in entrambi i domini, consentendo una decodifica robusta dei pacchetti anche senza conoscenza preliminare della forma d'onda del jammer, con validazione su un testbed over-the-air a 28 GHz.

Che cos'è il modello di attacco OWJ?

L'OWJ (Opportunistic Wiretapping and Jamming) è un modello di attacco nelle reti wireless mmWave in cui un intercettatore conduce opportunisticamente wiretapping o jamming in base ai costi istantanei. Combinare jamming e spionaggio crea un attacco più pericoloso rispetto a ciascuna tecnica presa singolarmente, come documentato da Y. Zhang (2022) e S. Jayasree (2024).

Come viene rilevato il jamming nei sistemi mmWave massive MIMO?

Il rilevamento basato sulla direzione utilizza le informazioni direzionali dei segnali ricevuti dall'array di antenne della stazione base. Rileva con precisione esistenza e direzione di un jammer usando i segnali pilota durante il training, poi esclude il sottospazio angolare del jammer dalla stima del canale e cancella l'interferenza nel combiner, raggiungendo un'efficienza spettrale vicina al caso senza jamming.