[发明专利]无人机辅助通信系统的保密通信性能优化装置及方法

权利要求书

1.一种无人机辅助通信系统的保密通信性能优化方法，其特征在于，包括：

S1：建立无人机辅助通信系统模型；其中，所述模型包括无人机、物联网设备和窃听设备；所述无人机为位于空中的全双工无人机，用于接收物联网设备信号并发送干扰信号给窃听设备；所述物联网设备的数量为M个并位于地面，用于给无人机发送有用信号；所述窃听设备位于地面，用于窃听物联网设备发送的信号；

S2:根据所述无人机辅助通信系统模型中所述无人机、物联网设备、窃听设备的位置信息和物联网设备的发射功率，以及无人机发送给窃听设备的干扰信号功率构建保密通信性能优化问题和约束条件；

S3:求解所述保密通信性能优化问题的最优参数。

2.根据权利要求1所述的无人机辅助通信系统的保密通信性能优化方法，其特征在于，构建保密通信性能优化问题和约束条件为：

a_i[t]∈{0,1},i∈M,t∈N (11b)

q[0]＝q[N+1] (11d)

其中，无人机的总飞行时间为T，被分成N个时隙，每个时隙的时长为τ，定义无人机在第t个时隙的位置坐标为(X[t],Y[t],H)，定义无人机的水平飞行轨迹为q[t]＝[(X[t],Y[t])]^T，η表示最小的物联网设备的平均保密数据速率，M表示M的集合，N表示N的集合，A＝{a_i[t],i∈M,t∈N}表示物联网设备与无人机的连接调度系数集合，a_i[t]来表示物联网设备与无人机的连接调度情况，表示物联网设备的发射功率集合，是第i个物联网设备在第t个时隙的发射功率，P_u-jam＝{p_u-jam[t],t∈N}表示无人机发送给窃听设备的干扰信号功率集合，p_u-jam[t]是无人机在第t个时隙发送给窃听设备的干扰信号功率，Q＝{(X[t],Y[t]),t∈N}表示无人机的水平轨迹坐标集合；

为保密数据速率，和分别表示物联网设备和无人机能提供的最大发射功率，S_max表示无人机在每个时隙之间的最大飞行距离。

3.根据权利要求2所述的无人机辅助通信系统的保密通信性能优化方法，其特征在于，求解所述保密通信性能优化问题的最优参数之前，采用变量松弛的方法将物联网设备与无人机的连接调度系数A变成大于0且小于1的变量，整个优化问题变成下面的形式：

s.t.0≤a_i[t]≤1,i∈M,t∈N (12a)

(11a),(11c)-(11g)

4.根据权利要求3所述的无人机辅助通信系统的保密通信性能优化方法，其特征在于，基于块坐标下降和连续凸逼近的迭代算法将整个优化问分成四个子问题分别优化变量A、P^e、P_u-jam以及Q。

5.根据权利要求4所述的无人机辅助通信系统的保密通信性能优化方法，其特征在于，优化物联网设备与无人机的连接调度系数具体为：

初始化Q、P^e和P_u-jam，得到一个优化变量A的问题：

0≤a_i[t]≤1,i∈M,t∈N (13b)

其中，为无人机接收第i个物联网设备在第t个时隙发送信号数据速率，为窃听设备在第i个物联网设备发送信号给无人机时窃听信号的数据速率。

利用凸优化求解工具包求解物联网设备与无人机的连接调度系数集合A。