[發明專利]一種基于主動干擾的無人機編隊網絡安全通信方法及系統

有效

• 申請號: 201910347561.1
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110224782B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 馮偉;王宣宣;葛寧
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04K1/10
• 分類號: H04K1/10;H04B7/185;H04W52/26
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王慶龍;苗曉靜

1.一種基于主動干擾的無人機編隊網絡安全通信方法，其特征在于，包括：

基于無人機群與多個終端間的大尺度信道信息和小尺度信道信息，以及所述無人機群的第一發射功率集和第二發射功率集，獲取所述無人機群的遍歷保密和速率；其中，所述多個終端包括若干個授權終端和一個非授權終端，所述第一發射功率集包括所述無人機群向每一被調度的授權終端發射保密信號的功率，所述第二發射功率集包括所述無人機群向每一被調度的授權終端發射干擾信號的功率，所述遍歷保密和速率用于表征所述無人機群的通信安全程度；

調整所述第一發射功率集和所述第二發射功率集以最大化所述遍歷保密和速率，以使得所述無人機群按照所述遍歷保密和速率最大時的第一發射功率集和第二發射功率集，向所述若干個授權終端發射保密信號和干擾信號；根據若干個懸停時間段內獲取到的所述無人機群的所有第一遍歷速率和所有第二遍歷速率，獲取所述無人機群的遍歷保密和速率R(Φ_s,Φ_a)的公式為：

其中，為無人機群的第一發射功率集，P_s[n]為無人機群在第n個懸停時間段內向被調度的授權終端發射保密信號的功率，為無人機群的第二發射功率集，P_a[n]為無人機群在第n個懸停時間段內向被調度的授權終端發射干擾信號的功率，N為授權終端的個數，R_B[n]為無人機群在第n個懸停時間段內的第一遍歷速率，R_E[n]為無人機群在第n個懸停時間段內的第二遍歷速率，[x]⁺為0和x之間的最大值，為基于S_B[n]的求平均運算符，H_B[n]表示第n個懸停時間段內無人機群與被調度的授權終端之間的信道矩陣，δ²為噪聲方差，為維度N_B×N_B的單位矩陣，(·)^H為共軛轉置，(·)^-1表示逆矩陣，為基于S_E[n]的求平均運算符，H_E[n]表示第n個懸停時間段內無人機群與非授權終端之間的信道矩陣，為維度N_E×N_E的單位矩陣。

2.根據權利要求1所述的基于主動干擾的無人機編隊網絡安全通信方法，其特征在于，基于無人機群與多個終端間的大尺度信道信息和小尺度信道信息，以及所述無人機群的第一發射功率集和第二發射功率集，獲取所述無人機群的遍歷保密和速率，之前還包括：

在所述無人機群的每個懸停時間段內，獲取所述無人機群中每一無人機與對應終端間的距離；

根據所述距離，獲取所述無人機與所述終端間的路徑損耗；

根據所述路徑損耗，獲取所述無人機與所述終端間的絕對功率損耗，并將所述絕對功率損耗作為所述無人機與所述終端間的大尺度信道信息；

將若干個懸停時間段內獲取到的所有大尺度信道信息作為所述無人機群與所述多個終端間的大尺度信道信息。

3.根據權利要求1所述的基于主動干擾的無人機編隊網絡安全通信方法，其特征在于，基于無人機群與多個終端間的大尺度信道信息和小尺度信道信息，以及所述無人機群的第一發射功率集和第二發射功率集，獲取所述無人機群的遍歷保密和速率，包括：

在所述無人機群的每個懸停時間段內，根據所述無人機群與對應授權終端間的大尺度信道信息和小尺度信道信息，以及所述無人機群向所述授權終端發射保密信號的功率和發射干擾信號的功率，獲取所述懸停時間段內所述無人機群的第一遍歷速率；

在所述懸停時間段內，根據所述無人機群與對應非授權終端間的大尺度信道信息和小尺度信道信息，以及所述無人機群向所述授權終端發射保密信號的功率和發射干擾信號的功率，獲取所述懸停時間段內所述無人機群的第二遍歷速率；

根據若干個懸停時間段內獲取到的所述無人機群的所有第一遍歷速率和所有第二遍歷速率，獲取所述無人機群的遍歷保密和速率。