计算机应用研究

作者：徐煜轩,崔苗,张广驰,陈伟,

单位：1.广东工业大学信息工程学院,广州510006；2.广东省环境地质勘查院,广州510080；

关键词：无人机通信,三维飞行轨迹,用户调度,安全速率,概率视距信道,

基金：广东省科技计划资助项目(2022A0505050023,2022A0505020008)；广东特支计划资助项目(2019TQ05X409)；智慧城市物联网国家重点实验室(澳门大学)开放课题项目(SKL-IoTSC(UM)-2021-2023/ORPF/A04/2022)；；

考虑在物理层保障无人机多用户通信系统的信息传输安全，一架无人机与多个地面用户进行通信，存在一个地面窃听者尝试窃取无人机发送给用户的机密信息。研究将无人机与地面节点之间的空地信道建模为更符合实际的概率视距信道，在满足无人机飞行条件约束和离散的用户调度约束下，通过联合设计无人机的三维飞行轨迹和用户调度来最大化用户的最小平均安全速率。为求解该模型下的安全通信优化设计问题，首先将其解耦为三个子问题，然后利用整数松弛和连续凸近似方法分别求解三个子问题，最后利用块坐标下降法求出无人机的三维飞行轨迹；在此基础上，根据飞行过程中得到的瞬时信道状态信息，提出无人机飞行速度和用户调度实时优化算法。该算法将优化问题建模为线性规划问题，并用内点法求解。仿真结果表明，与已有基准算法相比，基于概率视距信道模型优化无人机的飞行轨迹可显著提升系统的安全速率，所提的飞行速度和用户调度实时优化算法可进一步提升安全速率性能。

来源：2023年第2期

《计算机应用研究》期刊编辑部

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