无人机群的通信处理方法、装置以及计算机设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无人机群的通信处理方法、装置以及计算机设备。其中，该方法包括：确定无人机群，其中，无人机群包括：多个信息无人机和一个干扰无人机；获取对多个信息无人机进行调度的调度策略，多个信息无人机的第一飞行轨迹，干扰无人机的第二飞行轨迹，多个信息无人机的第一功率分配，干扰无人机的第二功率分配；基于上述信息，确定多个信息无人机的最小平均保密通信速率的速率表征形式；基于速率表征形式，以多个信息无人机的最小平均保密通信速率最大化为目标，联合调整调度策略，第一飞行轨迹，第二飞行轨迹，第一功率分配和第二功率分配，得到目标调度策略，目标第一飞行轨迹，目标第二飞行轨迹，目标第一功率分配和目标第二功率分配。二功率分配。二功率分配。

【技术实现步骤摘要】
无人机群的通信处理方法、装置以及计算机设备


[0001]本专利技术涉及无人机通信领域，具体而言，涉及一种无人机群的通信处理方法、装置以及计算机设备。

技术介绍

[0002]目前，无人机通信是一种广播性质的通信方式，容易被窃听者进行窃听，面临通信方式不安全的问题。基于无人机通信的特点，可以利用无人机高机动性，控制无人机主动靠近目标终端，远离窃听者，然而由于无人机的可用资源如机载储能、频段相对有限，使用无人机进行高效的保密通信，面临着安全性低、通信效率低、资源有限等多方面的问题。
[0003]针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种无人机群的通信处理方法、装置以及计算机设备，以至少解决由于无人机通信有着易被窃听和可用能源有限的特点，而造成的可提供的保密通信效率低的技术问题。
[0005]根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种无人机群的通信处理方法，包括：确定无人机群，其中，所述无人机群包括：多个信息无人机和一个干扰无人机，所述多个信息无人机用于分别向对应的授权终端发送通信信号，所述干扰无人机用于向多个非授权终端发送干扰信号；获取对所述多个信息无人机进行调度的调度策略，所述多个信息无人机的第一飞行轨迹，所述干扰无人机的第二飞行轨迹，所述多个信息无人机的第一功率分配，所述干扰无人机的第二功率分配；基于所述调度策略，所述第一飞行轨迹，所述第二飞行轨迹，所述第一功率分配和所述第二功率分配，确定所述多个信息无人机的最小平均保密通信速率的速率表征形式；基于所述速率表征形式，以所述多个信息无人机的所述最小平均保密通信速率最大化为目标，联合调整所述调度策略，所述第一飞行轨迹，所述第二飞行轨迹，所述第一功率分配和所述第二功率分配，得到目标调度策略，目标第一飞行轨迹，目标第二飞行轨迹，目标第一功率分配和目标第二功率分配。
[0006]可选地，建立所述速率表征形式为目标优化函数，所述多个信息无人机的所述最小平均保密通信速率最大化为目标值，通过求解所述目标优化函数的最优解的方式，得到所述目标调度策略，所述目标第一飞行轨迹，所述目标第二飞行轨迹，所述目标第一功率分配和所述目标第二功率分配。
[0007]可选地，基于调度优化函数确定所述调度策略，其中，所述调度优化函数为A，A的表达式为A＝{α
m，k
[n]}，α
m，k
[n]为第n个时隙第m个信息无人机服务第k个授权终端的离散二元授权终端指示变量，m为信息无人机的标识变量，k为授权终端的标识变量，n为时间段T内划分为N个时隙δ
s
时，第n个时隙的标识变量，δ
s
为时隙；基于信息无人机轨迹函数确定所述第一飞行轨迹，其中，所述信息无人机轨迹函数为Q，其中，Q的表达式为Q＝{q
m
[n]，v
m
[n]，a
m
[n]}，q
m
[n]为第n个时隙第m个信息无人机的位置变量，v
m
[n]为第n个时隙第m个信息无人机
的速度变量，a
m
[n]为第n个时隙第m个信息无人机的加速度变量；基于干扰无人机轨迹函数确定所述第二飞行轨迹，其中，所述干扰无人机轨迹函数为J，其中，J的表达式为J＝{q
J
[n]，v
J
[n]，a
J
[n]}，J代表干扰无人机，q
J
[n]为第n个时隙干扰无人机的位置变量，v
J
[n]为第n个时隙干扰无人机的速度变量，a
J
[n]为第n个时隙干扰无人机的加速度变量；基于信息无人机发射功率分配函数确定所述第一功率分配，其中，所述信息无人机发射功率分配函数为P
u
，其中，P
u
的表达式为P
u
＝{p
m
[n]}，p
m
[n]为第n个时隙第m个信息无人机的发射功率变量；基于干扰无人机发射功率分配函数确定所述第二功率分配，其中，所述干扰无人机发射功率分配函数为P
J
，其中，P
J
的表达式为P
J
＝{p
J
[n]}，p
J
[n]为第n个时隙干扰无人机的发射功率变量。
[0008]可选地，确定第n个时隙第m个信息无人机对第k个授权终端的通信速率，表达为其中，p
j
[n]为第n个时隙第j个信息无人机的发射功率变量，p
J
[n]为干扰无人机在第n个时隙的发射功率，h
m，k
[n]为第m个信息无人机与第k个授权终端之间的信道功率增益，h
j，k
[n]为第j个信息无人机与第k个授权终端之间的信道功率增益，h
J，k
[n]为干扰无人机与第k个授权终端之间的信道功率增益，σ2为接收器的噪声功率，α
j，l
为第j个信息无人机服务第l个授权终端的指示变量，l为授权终端的标识变量；确定第n个时隙第m个信息无人机对非授权终端的泄漏速率，表达为
[0009]其中，h
m，e
[n]为第n个时隙第m个信息无人机与第e个非授权终端之间的信道功率增益，h
j，e
[n]为第n个时隙第j个信息无人机与第e个非授权终端之间的信道功率增益，h
J，e
[n]为第n个时隙干扰无人机与第e个非授权终端之间的信道功率增益，e为非授权终端的标识变量；基于所述调度策略，所述第一飞行轨迹，所述第二飞行轨迹，所述第一功率分配和所述第二功率分配，第n个时隙第m个信息无人机对第k个授权终端的通信速率，第n个时隙第m个信息无人机对非授权终端的泄漏速率，确定速率表征形式为：其中，η为最小平均保密通信速率，为第k个授权终端的平均保密通信速率，表达为为第k个授权终端的平均保密通信速率，表达为
[0010]可选地，获取所述目标优化函数对应的优化约束条件；确定所述目标优化函数为：
[0011][0012]基于所述优化约束条件，求解所述目标优化函数的最优解的方式，得到所述目标调度策略，所述目标第一飞行轨迹，所述目标第二飞行轨迹，所述目标第一功率分配和所述目标第二功率分配。
[0013]可选地，表达为第n个时隙第m个信息无人机对第k个授权终端的通信速率不小于第n个时隙第m个信息无人机对非授权终端的最大泄漏速率，q
m
[1]＝q
m
[N+1]表达为第m个信息无人机的初始位置变量与最终位置变量相同，q
J
[1]＝q
J
[N+1]表达为干扰无人机的初始位置变量与最终位置变量相同，||v
m
[n]||≤V
max
表达为第n个时隙第m个信息无人机的速度变量不大于预定最大速度变量，||a
m
[n]||≤a
max
表达为第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机群的通信处理方法，其特征在于，包括：确定无人机群，其中，所述无人机群包括：多个信息无人机和一个干扰无人机，所述多个信息无人机用于分别向对应的授权终端发送通信信号，所述干扰无人机用于向多个非授权终端发送干扰信号；获取对所述多个信息无人机进行调度的调度策略，所述多个信息无人机的第一飞行轨迹，所述干扰无人机的第二飞行轨迹，所述多个信息无人机的第一功率分配，所述干扰无人机的第二功率分配；基于所述调度策略，所述第一飞行轨迹，所述第二飞行轨迹，所述第一功率分配和所述第二功率分配，确定所述多个信息无人机的最小平均保密通信速率的速率表征形式；基于所述速率表征形式，以所述多个信息无人机的所述最小平均保密通信速率最大化为目标，联合调整所述调度策略，所述第一飞行轨迹，所述第二飞行轨迹，所述第一功率分配和所述第二功率分配，得到目标调度策略，目标第一飞行轨迹，目标第二飞行轨迹，目标第一功率分配和目标第二功率分配。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述速率表征形式，以所述多个信息无人机的所述最小平均保密通信速率最大化为目标，联合调整所述调度策略，所述第一飞行轨迹，所述第二飞行轨迹，所述第一功率分配和所述第二功率分配，得到目标调度策略，目标第一飞行轨迹，目标第二飞行轨迹，目标第一功率分配和目标第二功率分配包括：建立所述速率表征形式为目标优化函数，所述多个信息无人机的所述最小平均保密通信速率最大化为目标值，通过求解所述目标优化函数的最优解的方式，得到所述目标调度策略，所述目标第一飞行轨迹，所述目标第二飞行轨迹，所述目标第一功率分配和所述目标第二功率分配。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取对所述多个信息无人机进行调度的调度策略，所述多个信息无人机的第一飞行轨迹，所述干扰无人机的第二飞行轨迹，所述多个信息无人机的第一功率分配，所述干扰无人机的第二功率分配，包括：基于调度优化函数确定所述调度策略，其中，所述调度优化函数为A，A的表达式为A＝{α
m,k
[n]}，α
m,k
[n]为第n个时隙第m个信息无人机服务第k个授权终端的离散二元授权终端指示变量，m为信息无人机的标识变量，k为授权终端的标识变量，n为时间段T内划分为N个时隙δ
s
时，第n个时隙的标识变量，δ
s
为时隙；基于信息无人机轨迹函数确定所述第一飞行轨迹，其中，所述信息无人机轨迹函数为Q，其中，Q的表达式为Q＝{q
m
[n],v
m
[n],a
m
[n]}，q
m
[n]为第n个时隙第m个信息无人机的位置变量，v
m
[n]为第n个时隙第m个信息无人机的速度变量，a
m
[n]为第n个时隙第m个信息无人机的加速度变量；基于干扰无人机轨迹函数确定所述第二飞行轨迹，其中，所述干扰无人机轨迹函数为J，其中，J的表达式为J＝{q
J
[n],v
J
[n],a
J
[n]}，J代表干扰无人机，q
J
[n]为第n个时隙干扰无人机的位置变量，v
J
[n]为第n个时隙干扰无人机的速度变量，a
J
[n]为第n个时隙干扰无人机的加速度变量；基于信息无人机发射功率分配函数确定所述第一功率分配，其中，所述信息无人机发射功率分配函数为P
u
，其中，P
u
的表达式为P
u
＝{p
m
[n]}，p
m
[n]为第n个时隙第m个信息无人机的发射功率变量；
基于干扰无人机发射功率分配函数确定所述第二功率分配，其中，所述干扰无人机发射功率分配函数为P
J
，其中，P
J
的表达式为P
J
＝{p
J
[n]}，p
J
[n]为第n个时隙干扰无人机的发射功率变量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述调度策略，所述第一飞行轨迹，所述第二飞行轨迹，所述第一功率分配和所述第二功率分配，确定所述多个信息无人机的最小平均保密通信速率的速率表征形式，包括：确定第n个时隙第m个信息无人机对第k个授权终端的通信速率，表达为其中，p
j
[n]为第n个时隙第j个信息无人机的发射功率变量，p
J
[n]为干扰无人机在第n个时隙的发射功率变量，h
m,k
[n]为第m个信息无人机与第k个授权终端之间的信道功率增益，h
j,k
[n]为第j个信息无人机与第k个授权终端之间的信道功率增益，h
J,k
[n]为干扰无人机与第k个授权终端之间的信道功率增益，σ2为接收器的噪声功率，α
j,l
为第j个信息无人机服务第l个授权终端的离散二元授权终端指示变量，l为授权终端的标识变量；确定第n个时隙第m个信息无人机对非授权终端的泄漏速率，表达为其中，h
m,e
[n]为第n个时隙第m个信息无人机与第e个非授权终端之间的信道功率增益，h
j,e
[n]为第n个时隙第j个信息无人机与第e个非授权终端之间的信道功率增益，h
J,e
[n]为第n个时隙干扰无人机与第e个非授权终端之间的信道功率增益，e为非授权终端的标识变量；基于所述调度策略，所述第一飞行轨迹，所述第二飞行轨迹，所述第一功率分配和所述第二功率分配，第n个时隙第m个信息无人机对第k个授权终端的通信速率，第n个时隙第m个信息无人机对非授权终端的泄漏速率，确定速率表征形式为：其中，η为最小平均保密通信速率，为第k个授权终端的平均保密通信速率，表达为5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述建立所述速率表征形式为目标优化函数，所述多个信息无人机的所述最小平均保密通信速率最大化为目标值，通过求解所述目标优化函数的最优解的方式，得到所述目标调度策略，所述目标第一飞行轨迹，所述目标第二飞行轨迹，所述目标第一功率分配和所述目标第二功率分配，包括：获取所述目标优化函数对应的优化约束条件；确定所述目标优化函数为：
v
m
[n+1]＝v
m
[n]+a
m
[n]δ
s
,v
J
[n+1]＝v
J
[n]+a
J
[n]δ
s
,q
m
[1]...

【专利技术属性】
技术研发人员：张煜，熊轲，刘园，皇甫昱慧，郑海峰，吴鹏，谭显东，王成洁，唐伟，谭清坤，霍沫霖，刘小聪，贾跃龙，马捷，张玉琢，吴姗姗，李江涛，张成龙，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：