[发明专利]一种无线供电隐蔽通信系统的资源分配优化方法

说明书

本发明公开了一种无人机支持下的无线供电隐蔽通信系统的资源分配最优化方法，包括构建系统模型、侦听者二元假设、隐蔽条件推导、提出及解决资源分配问题四个部分。本发明将无人机发射的干扰信号当做合法接收设备的能量信号，实现了信号的复用，大大提高了信号的作用，同时还解决了无人机视距传输下的安全问题，实现了合法接收设备信息传输的隐蔽性，让侦听者难以发现合法接收设备与无人机之间的通信。

技术领域

本发明涉及一种移动通信方法，尤其是涉及一种无人机支持下的无线供电隐蔽通信系统的资源分配优化方法。

背景技术

随着通信场景变得越来越复杂，传统的固定基站将不再适应各种场景复杂的通信系统，而无人机(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)便有着体积小、低消耗、便捷以及强大的战场生存能力的优点，成为了近期研究主题的热潮。无人机协同的通信网络系统，也给基站所不能覆盖的通信场景提供了一种很好的解决办法。另一方面，无人机作为移动基站时，可以很好的控制与合法接收设备(Legitimate Device，LD)的距离，从而形成视距传输信道(Line of Sight，LoS)，这可以很好的进行数据传输，但很容易被非法设备侦听，所以无人机通信的安全问题也越来越重要。

传统的安全通信上，往往考虑的是让窃听者在窃取到信号后，无法准确的解析出正确的内容；这种安全措施，在一些场景下显然不太适用，例如：军工场景；此场景下应该要避免任何信息的泄漏；故隐蔽通信(Covert Communication，CC)的概念随之而生，隐蔽通信致力于隐藏所有传输的信息，让窃听者无法发现信息的传输，这样自然就避免了信息被窃取，从而实现了信息安全。近几年，隐蔽通信的相关研究也越来越被许多人重视。

能量收集(Energy Harvesting，EH)技术因其能为无线传感网络等能量受限网络提供稳定的能量并延长网络生命周期而具有大好发展前景。同时，能量收集技术的能量来源不仅包括周围环境的大多数自然能源，如太阳能、光能、风能、热能、化学能等，还可以将接收的周围无线信号转化成一种电能，如人工获取的射频(Radio Frequency，RF)信号。所以基于RF信号的能量收集因其可以不受天气环境影响并提供稳定能量成为研究热点。随着无线技术的快速发展和移动设备的数量急剧增加，像手机和可穿戴的小型设备等用户设备产生了巨大的数据量，如何为这些设备功能，提高便携性成为了一个具有挑战性的问题。无线能量传输(Wireless Power Transfer，WPT)技术可以收集外在RF信号并通过电路设计将其转化为直流(Direct Current，DC)电路用于无线信息传输(Wireless InformationTransfer，WIT)，从而处理一些能量受限和不稳定网络的能量瓶颈问题。

综合而言，目前将UAV结合的WPT与WIT的研究中并没有考虑通信安全问题，这往往会引起很大的安全漏洞；而关于隐蔽通信的相关研究中也没有考虑WPT网络的场景，因为此场景UAV发射功率很大很难实现隐蔽通信，所以此研究显得极其重要，存在着许多的挑战。另一方面，WPT网络中，RF信号往往不承载信息，只对LDs有干扰作用，本发明就赋予了RF信号新的作用：作为窃听者的干扰信号；从而实现了该信号的复用，为系统提供了新的解决方案。在问题求解上也提出了多种近似方法，解决了非凸问题难以求解的问题。

发明内容

本发明提供了一种无线供电隐蔽通信系统的资源分配优化方法，解决了现有UAV无线通信系统结合WPT技术中的通信安全问题，其技术方案如下所述：

一种无线供电隐蔽通信系统的资源分配优化方法，包括以下步骤：

S1：建立无人机、合法设备和侦听者的系统模型，所述无人机和合法设备存在调度策略；

S2、根据系统模型，求得合法设备、无人机的信号模型，设计并确定合法设备的能量模型；

S3、分析侦听者二元假设，在侦听者位置确定前提下，得到侦听者的总错误侦听概率；