[发明专利]一种无人机编队网络安全通信方法及系统

权利要求书

1.一种无人机编队网络安全通信方法，其特征在于，包括：

基于无人机群与多个终端间的信道信息和所述无人机群的发射功率集，获取所述无人机群的保密和速率；其中，所述多个终端包括若干个授权终端和一个可移动的非授权终端，所述信道信息包括大尺度信道信息和小尺度信道信息，所述发射功率集包括所述无人机群与每一授权终端进行通信时的发射功率，所述保密和速率用于表征所述无人机群的安全通信性能；

调整所述发射功率集以最大化所述保密和速率，并将所述保密和速率最大时的所述发射功率集作为所述无人机群的目标发射功率集，以使得所述无人机群按照所述目标发射功率集与所述若干个授权终端进行通信；其中，

所述调整所述发射功率集以最大化所述保密和速率，包括：

利用大尺度信道信息，将所述保密和速率转换为目标保密和速率；

基于块坐标下降法，对所述目标保密和速率进行优化，实现最大化所述保密和速率；

所述保密和速率R(Φ)的公式为：

其中，R_B(Φ)为无人机群在若干个悬停时间段内的所有第一保密速率之和的均值，R_E(Φ)为无人机群在若干个悬停时间段内的所有第二保密速率之和的均值，为发射功率集，K为授权终端的个数，为基于S_B,k的求平均运算符，det为方阵函数，为维度N_B×N_B的单位矩阵，H_B,k为第k个悬停时间段内无人机群与被调度的授权终端间的信道矩阵，P_k为第k个悬停时间段内无人机群与被调度的授权终端进行通信时的发射功率，为共轭转置，δ²为噪声方差，为基于S_E,k的求平均运算符，为维度N_E×N_E的单位矩阵，H_E,k为第k个悬停时间段内无人机群与非授权终端间的信道矩阵；

所述目标保密和速率的公式为：

其中，为无人机群在若干个悬停时间段内的所有目标第一保密速率之和的均值，为无人机群在若干个悬停时间段内的所有目标第二保密速率之和的均值，为发射功率集，为引入的辅助变量，K为授权终端的个数，I_L为维度L×L的单位矩阵，N_B为授权终端所含的天线数，Q_B,k为第k个悬停时间段内无人机群与被调度的授权终端间的大尺度信道信息，P_k为第k个悬停时间段内无人机群与被调度的授权终端进行通信时的发射功率，δ²为噪声方差，e为自然常数，N_E为非授权终端所含的天线数，Q_E,k为第k个悬停时间段内无人机群与非授权终端间的大尺度信道信息。

2.根据权利要求1所述的无人机编队网络安全通信方法，其特征在于，基于无人机群与多个终端间的信道信息和所述无人机群的发射功率集，获取所述无人机群的保密和速率，之前还包括：

在所述无人机群的每一个悬停时间段内，获取所述无人机群中任一无人机与对应终端间的距离；

根据所述距离，获取所述无人机与所述对应终端间的路径损耗；

根据所述路径损耗，获取所述无人机与所述对应终端间的绝对功率损耗，并将所述绝对功率损耗作为所述无人机与所述对应终端间的大尺度信道信息；

将若干个悬停时间段内得到的所有大尺度信道信息作为所述无人机群与所述多个终端间的大尺度信道信息。

3.根据权利要求1所述的无人机编队网络安全通信方法，其特征在于，基于无人机群与多个终端间的信道信息和所述无人机群的发射功率集，获取所述无人机群的保密和速率，包括：

在所述无人机群的每一个悬停时间段内，根据所述无人机群与对应授权终端间的信道信息和所述无人机群与所述授权终端进行通信时的发射功率，获取所述无人机群在所述悬停时间段内的第一保密速率；

在所述悬停时间段内，根据所述无人机群与对应非授权终端间的信道信息和所述无人机群与所述授权终端进行通信时的发射功率，获取所述无人机群在所述悬停时间段内的第二保密速率；

根据所述无人机群在若干个悬停时间段内的所有第一保密速率和所有第二保密速率，获取所述无人机群的保密和速率。