[發明專利]一種無線供電隱蔽通信系統的資源分配優化方法

有效

• 申請號: 202210410331.7
• 申請日: 2022-04-19
• 公開（公告）號: CN114698123B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 于秦;張博;胡杰;楊鯤;劉雙美;麻澤龍;盧鑫
• 申請（專利權）人: 電子科技大學;電子科技大學長三角研究院（湖州）;四川省水利科學研究院
• 主分類號: H04W72/044
• 分類號: H04W72/044;H04W72/0446;H04K3/00;H04W12/80;H04B7/185;G06F17/18
• 代理公司: 北京艾格律詩專利代理有限公司 11924
• 代理人: 謝毅

本發明公開了一種無人機支持下的無線供電隱蔽通信系統的資源分配最優化方法，包括構建系統模型、偵聽者二元假設、隱蔽條件推導、提出及解決資源分配問題四個部分。本發明將無人機發射的干擾信號當做合法接收設備的能量信號，實現了信號的復用，大大提高了信號的作用，同時還解決了無人機視距傳輸下的安全問題，實現了合法接收設備信息傳輸的隱蔽性，讓偵聽者難以發現合法接收設備與無人機之間的通信。

技術領域

本發明涉及一種移動通信方法，尤其是涉及一種無人機支持下的無線供電隱蔽通信系統的資源分配優化方法。

背景技術

隨著通信場景變得越來越復雜，傳統的固定基站將不再適應各種場景復雜的通信系統，而無人機(Unmanned?Aerial?Vehicle，UAV)便有著體積小、低消耗、便捷以及強大的戰場生存能力的優點，成為了近期研究主題的熱潮。無人機協同的通信網絡系統，也給基站所不能覆蓋的通信場景提供了一種很好的解決辦法。另一方面，無人機作為移動基站時，可以很好的控制與合法接收設備(Legitimate?Device，LD)的距離，從而形成視距傳輸信道(Line?of?Sight，LoS)，這可以很好的進行數據傳輸，但很容易被非法設備偵聽，所以無人機通信的安全問題也越來越重要。

傳統的安全通信上，往往考慮的是讓竊聽者在竊取到信號后，無法準確的解析出正確的內容；這種安全措施，在一些場景下顯然不太適用，例如：軍工場景；此場景下應該要避免任何信息的泄漏；故隱蔽通信(Covert?Communication，CC)的概念隨之而生，隱蔽通信致力于隱藏所有傳輸的信息，讓竊聽者無法發現信息的傳輸，這樣自然就避免了信息被竊取，從而實現了信息安全。近幾年，隱蔽通信的相關研究也越來越被許多人重視。

能量收集(Energy?Harvesting，EH)技術因其能為無線傳感網絡等能量受限網絡提供穩定的能量并延長網絡生命周期而具有大好發展前景。同時，能量收集技術的能量來源不僅包括周圍環境的大多數自然能源，如太陽能、光能、風能、熱能、化學能等，還可以將接收的周圍無線信號轉化成一種電能，如人工獲取的射頻(Radio?Frequency，RF)信號。所以基于RF信號的能量收集因其可以不受天氣環境影響并提供穩定能量成為研究熱點。隨著無線技術的快速發展和移動設備的數量急劇增加，像手機和可穿戴的小型設備等用戶設備產生了巨大的數據量，如何為這些設備功能，提高便攜性成為了一個具有挑戰性的問題。無線能量傳輸(Wireless?Power?Transfer，WPT)技術可以收集外在RF信號并通過電路設計將其轉化為直流(Direct?Current，DC)電路用于無線信息傳輸(Wireless?InformationTransfer，WIT)，從而處理一些能量受限和不穩定網絡的能量瓶頸問題。

綜合而言，目前將UAV結合的WPT與WIT的研究中并沒有考慮通信安全問題，這往往會引起很大的安全漏洞；而關于隱蔽通信的相關研究中也沒有考慮WPT網絡的場景，因為此場景UAV發射功率很大很難實現隱蔽通信，所以此研究顯得極其重要，存在著許多的挑戰。另一方面，WPT網絡中，RF信號往往不承載信息，只對LDs有干擾作用，本發明就賦予了RF信號新的作用：作為竊聽者的干擾信號；從而實現了該信號的復用，為系統提供了新的解決方案。在問題求解上也提出了多種近似方法，解決了非凸問題難以求解的問題。

發明內容

本發明提供了一種無線供電隱蔽通信系統的資源分配優化方法，解決了現有UAV無線通信系統結合WPT技術中的通信安全問題，其技術方案如下所述：

一種無線供電隱蔽通信系統的資源分配優化方法，包括以下步驟：

S1：建立無人機、合法設備和偵聽者的系統模型，所述無人機和合法設備存在調度策略；

S2、根據系統模型，求得合法設備、無人機的信號模型，設計并確定合法設備的能量模型；

S3、分析偵聽者二元假設，在偵聽者位置確定前提下，得到偵聽者的總錯誤偵聽概率；