【技术实现步骤摘要】
本公开涉及通信与计算机。本公开具体涉及一种无人机轨迹与波束成形向量确定方法、装置、电子设备和存储介质。
技术介绍
1、未来通信系统可以在同一个系统中实现通感一体化（integrated sensing andcommunication，isac）， 使通信与感知功能相辅相成。通信与感知系统能够互惠互利。例如，车联网场景中，利用感知辅助通信，利用雷达回波做跟踪等，从而获得一体化系统的“协作增益”。其中，感知功能将作为一种基本的服务，赋能未来网络以及各种新兴应用。另一方面， 隐蔽通信（covert communication），也称作低检测概率（low probability ofdetection，lpd）通信可以实现通信双方的隐藏信息传输，防止通信信号被恶意窃听者发现，即信号隐蔽，如果恶意用户无法确认信号的存在，则难以实施进一步的窃听行为。在一些特定应用场景中，通感一体化网络在满足隐蔽通信及感知能力的约束条件下，如何提升网络的通信传输能力，成为亟待解决的技术难题。
技术实现思路
1、本公开提供了一种无人机轨迹与波束成形向量确定方法、装置、电子设备和存储介质，能够解决上述问题。
2、根据本公开的一方面，提供了一种无人机轨迹与波束成形向量确定方法，包括：
3、在保持无人机飞行基站的飞行轨迹不变的情况下，基于窃听节点针对所述飞行基站的感知信号和通信信号对应的波束成形向量的相关矩阵与所述飞行基站的最大输出功率之间的约束条件，所述飞行基站的感知区域中各个感知节点的信号
4、在保持所述波束成形向量不变的情况下，基于所述通信信号在信道子空间上的投影的约束条件，所述飞行基站的感知区域中各个感知节点的信号增益的约束条件，所述飞行基站的飞行轨迹的起点位置和结束位置的约束条件，所述飞行基站的飞行轨迹的最大飞行速率的约束条件，以及以在所述飞行基站按照其飞行轨迹进行飞行时信号到达接收机的平均可达速率的最大值作为目标，构建第二目标函数；
5、对所述飞行基站的初始飞行轨迹作为第一次迭代的所述飞行轨迹，执行以下迭代操作：基于上一次迭代的所述飞行轨迹，对所述第一目标函数进行求解，得到本次迭代的所述相关矩阵，并基于本次迭代的所述相关矩阵，对所述第二目标函数进行求解，得到本次迭代的所述飞行轨迹；
6、在本次迭代的所述飞行轨迹满足设定条件的情况下，停止所述迭代操作，并基于本次迭代的所述飞行轨迹，确定所述飞行基站的目标飞行轨迹，以及基于本次迭代的所述相关矩阵，确定所述感知信号和所述通信信号对应的目标波束成形向量。
7、根据本公开的另一方面，提供了一种无人机轨迹与波束成形向量确定装置，包括：
8、第一函数构建模块，用于在保持无人机飞行基站的飞行轨迹不变的情况下，基于窃听节点针对所述飞行基站的感知信号和通信信号对应的波束成形向量的相关矩阵与所述飞行基站的最大输出功率之间的约束条件，所述飞行基站的感知区域中各个感知节点的信号增益的约束条件，所述通信信号在信道子空间上的投影的约束条件，所述相关矩阵的约束条件，以及以所述通信信号在信道子空间上的投影的最大值作为目标，构建第一目标函数；
9、第二函数构建模块，用于在保持所述波束成形向量不变的情况下，基于所述通信信号在信道子空间上的投影的约束条件，所述飞行基站的感知区域中各个感知节点的信号增益的约束条件，所述飞行基站的飞行轨迹的起点位置和结束位置的约束条件，所述飞行基站的飞行轨迹的最大飞行速率的约束条件，以及以在所述飞行基站按照其飞行轨迹进行飞行时信号到达接收机的平均可达速率的最大值作为目标，构建第二目标函数；
10、函数求解模块，用于对所述飞行基站的初始飞行轨迹作为第一次迭代的所述飞行轨迹，执行以下迭代操作：基于上一次迭代的所述飞行轨迹，对所述第一目标函数进行求解，得到本次迭代的所述相关矩阵，并基于本次迭代的所述相关矩阵，对所述第二目标函数进行求解，得到本次迭代的所述飞行轨迹；
11、目标轨迹确定模块，用于在本次迭代的所述飞行轨迹满足设定条件的情况下，停止所述迭代操作，并基于本次迭代的所述飞行轨迹，确定所述飞行基站的目标飞行轨迹，以及基于本次迭代的所述相关矩阵，确定所述感知信号和所述通信信号对应的目标波束成形向量。
12、根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器，以及与该至少一个处理器通信连接的存储器；
13、其中，该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令，该指令被该至少一个处理器执行，以使该至少一个处理器能够执行本公开实施例中任一基站飞行轨迹规划方法。
14、根据本公开的另一方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，该计算机指令用于使计算机执行本公开实施例中任一基站飞行轨迹规划方法。
15、根据本公开的技术，对无人机飞行基站的飞行轨迹与窃听节点针对无人机飞行基站进行窃听的感知信号和通信信号对应的波束成形向量进行联合优化，使无人机飞行基站的平均隐蔽通信速率最大化，有效提升通感一体化网络的隐蔽通信传输能力。
16、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
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1.一种无人机轨迹与波束成形向量确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一目标函数为：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述通信信号在信道子空间上的投影的约束条件、针对所述飞行基站的感知区域中的各个感知节点的信号增益的约束条件、所述飞行基站的飞行轨迹的起点位置和结束位置的约束条件、所述飞行基站的飞行轨迹的最大飞行速率的约束条件，以及以在所述飞行基站按照其飞行轨迹进行飞行时信号到达接收机的平均可达速率的最大值作为目标，构建第二目标函数，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第三目标函数为：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二目标函数为：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于上一次迭代的所述飞行轨迹，对所述第一目标函数进行求解，得到本次迭代的所述相关矩阵，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于本次迭代的所述相关矩阵，对所述第二目标函数进行求解，得到本次迭代的所述飞行轨迹，包括：
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9.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与该至少一个处理器通信连接的存储器；
10.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-7中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种无人机轨迹与波束成形向量确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一目标函数为：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述通信信号在信道子空间上的投影的约束条件、针对所述飞行基站的感知区域中的各个感知节点的信号增益的约束条件、所述飞行基站的飞行轨迹的起点位置和结束位置的约束条件、所述飞行基站的飞行轨迹的最大飞行速率的约束条件，以及以在所述飞行基站按照其飞行轨迹进行飞行时信号到达接收机的平均可达速率的最大值作为目标，构建第二目标函数，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第三目标函数为：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓单，李孔醒，
申请(专利权)人：广州番禺职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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