[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

本發明實施例提供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。方法包括：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，以及無人機群的第一發射功率集和第二發射功率集，獲取無人機群的遍歷保密和速率；調整第一發射功率集和第二發射功率集以最大化遍歷保密和速率，以使得無人機群按照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，向若干個授權終端發射保密信號和干擾信號。本發明實施例提供的方法及系統，采取了通信與干擾協同的方式，降低非授權終端的解碼性能；最大化遍歷保密和速率，平衡保密信號的發射功率和干擾信號的發射功率，降低對授權終端接收性能的影響，保障了無人機編隊網絡通信的安全性。

技術領域

本發明涉及信息安全技術領域，尤其涉及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。

背景技術

近年來，無人機的研究和應用正在呈幾何級數的趨勢增長。由于無人機的可移動性，可以利用無人機進行敏捷的通信；基于無人機的高靈活性，可以將無人機作為空中移動基站來增強通信容量和擴大覆蓋范圍，尤其是在特殊的通信場景下，比如地震、海嘯和交通管制等；而且通常無人機的研究和制造成本都比較低，它們可以輔助完成5G無線通信中的重要業務，比如高速傳輸。但是在實際通信條件下，無人機的工作環境往往是很復雜的，而無人機自身設計也有很大的局限性，比如體積小、續航能力有限等。因此，隨著業務需求復雜度的不斷提高，對無人機編隊協同工作的通信系統的研究也日益廣泛。

對無人機編隊通信系統來說，一個重要的挑戰是如何保障通信系統的安全性。一方面，由于無人機編隊與所服務用戶之間的通信鏈路的廣播性和開放性，無人機編隊通信系統不可避免地會受到不同程度的安全威脅；另一方面，無人機自身具有很高的靈活性，因此為了更好地服務用戶，無人機編隊通信系統在工作時往往會選擇靠近用戶的位置發送有用信號，這無疑對非授權用戶的竊聽提供了有利的條件，從而影響通信系統的安全性。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明實施例提供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。

第一方面，本發明實施例提供一種基于主動干擾的無人機編隊網絡安全通信方法，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。

第二方面，本發明實施例提供一種基于主動干擾的無人機編隊網絡安全通信系統，包括：

遍歷保密和速率獲取模塊，用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；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；

遍歷保密和速率最大化模塊，用于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。