[发明专利]一种基于非正交多址的无人机中继车联网安全传输方法

说明书

本发明公开了一种基于非正交多址的无人机中继车联网安全传输方法，首先构建包括1个基站、1个无人机、V个网络边缘车辆的基于非正交多址的无人机中继车联网模型；然后基于非正交多址的无人机中继车联网模型，构建基站、无人机、网络边缘车辆节点之间的物理层安全模型；接下来基于非正交多址的无人机中继车联网模型、物理层安全模型，构建无人机中继车联网安全信息传输目标与优化条件；最后基于无人机中继车联网信息安全传输目标与优化条件，通过黄金分割法和图论进行求解，并构建无人机中继车联网信息安全传输方法。相比于已有机制，本发明在保证信息传输安全性的前提下，可提高无人机中继车联网中基站到车辆的总数据传输速率。

技术领域

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种无人机中继车联网安全传输方法。

背景技术

无人机(unmanned aerial vehicles,UAVs)可被看作为未来智能运输系统提供不同 类型解决方案的潜在促成者。最初，由于其高昂的成本和有限的技术，无人机通常被 应用于军事领域。如今，随着科学、技术和经济的发展，无人机已广泛应用于遥感、 物流、航拍等领域。特别是，无人机可装配通信设备以作为空中中继，从而提高车联 网(vehicular adhoc networks,VANETs)的连通性和确保车联网相关应用的服务质量。 因此，利用无人机作为空中中继是一种很有前途的异构无线通信方案，可以扩大车联 网的覆盖范围。

现有技术一为实现低传输延迟和高传输成功率，提出了一种面向车联网的无人机辅助路由协议。该方案以特定的方式与无人机进行数据交换，从而对车联网的连接范 围进行扩展。现有技术二对车联网高效数据传输问题进行了研究，构建了无人机中继 车联网移动中继方案，可有效提高系统吞吐量。现有技术三对无人机中继车联网分布 式网络架构体系进行了研究，优化了空地一体化车联网中车辆-无人机混合通信的数据 传输过程，提高了总数据传输速率。

现有技术一、二、三增强了无人机中继车联网的通信能力，并取得了显著的性能优势。但仍有一些有待进一步研究的技术，首先是车与外界的信息交换(vehicle-to-everything,V2X)应用需要极高的服务质量和大量的数据连接，这给目前基于正交多 址(orthogonal multiple access,OMA)的无人机中继车联网带来了极大的挑战。其次， 由于无人机自身资源有限，为实现信息处理、传感、中继等工作需保证其轻量化。因 此，为了使无人机能保持长时间的飞行，需优化无人机的飞行高度和信道分配。最后， 为了保证信息的可靠传输，需考虑传输的安全性。但现有技术一、二、三均未对无人 机飞行高度、信道分配、网络安全进行优化与考虑。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于非正交多址的无人机中继车联网安全传输方法，首先构建包括1个基站、1个无人机、V个网络边缘车辆的基于非正 交多址的无人机中继车联网模型；然后基于非正交多址的无人机中继车联网模型，构 建基站、无人机、网络边缘车辆节点之间的物理层安全模型；接下来基于非正交多址 的无人机中继车联网模型、物理层安全模型，构建无人机中继车联网安全信息传输目 标与优化条件；最后基于无人机中继车联网信息安全传输目标与优化条件，通过黄金 分割法和图论进行求解，并构建无人机中继车联网信息安全传输方法。相比于已有机 制，本发明在保证信息传输安全性的前提下，可提高无人机中继车联网中基站到车辆 的总数据传输速率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

步骤1：构建包括1个基站、1个无人机、V个网络边缘车辆的基于非正交多址的 无人机中继车联网模型；

步骤2：基于非正交多址的无人机中继车联网模型，构建基站、无人机、网络边缘车辆节点之间的物理层安全模型；

步骤3：基于非正交多址的无人机中继车联网模型和物理层安全模型，构建无人机中继车联网安全信息传输目标与优化条件；