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UAV机载IRS辅助认知无线网络中安全能效优化方法技术

技术编号:43313302 阅读:22 留言:0更新日期:2024-11-15 20:15
本发明专利技术提出了一种无人机(UnmannedAerial Vehicles,UAV)机载智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)辅助认知无线网络中安全能效的方法。考虑多天线认知基站利用分配给主用户的频谱在存在多个协同窃听者的情况下通过机载IRS与次用户通信。为了实现次用户安全速率和UAV能量消耗之间的平衡,通过对认知基站有源波束形成和IRS无源波束形成以及UAV轨迹进行联合优化来实现安全能量效率最大化。为了解决具有高度耦合的非凸问题,本发明专利技术提出了一种基于交替迭代的优化算法,首先利用Charnes‑Cooper变换和半正定规划将认知基站有源波束和IRS无源波束分别转化为秩一约束问题,而后通过半正定松弛技术进行松弛求解,再通过连续凸逼近算法求解获得UAV轨迹,最后基于交替迭代的框架进行交替求解直至收敛。仿真结果表明,所提算法可以有效的增强次用户的安全能效,提升次用户的安全性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于认知无线网络中安全能量效率优化领域,涉及一种uav机载irs辅助认知无线网络实现高能效安全通信设计方案,具体是通过优化机载irs的飞行轨迹、发射基站有源波束以及irs无源波束来实现系统安全能效最大化。


技术介绍

1、近年来,无线终端设备的数量呈爆炸式增长,这给无线电资源有限的通信网络,特别是无线电频谱带来了巨大的压力。幸运的是,认知无线电作为一种新兴的无线通信技术,可以通过智能地利用未被充分利用的频谱资源,提高频谱利用效率,可以有效缓解频谱稀缺的问题。然而,由于无线信道的广播性和开放性,当窃听者存在于认知基站与次用户通信覆盖范围内时,次用户传输的机密信息可能被非法窃听,这对次用户的安全传输造成了严重的威胁。为了解决这一问题,现有的物理层安全技术可以有效应用于该认知无线网络中次用户的安全传输,在不加密上层数据的情况下利用无线信道的随机特性使得次用户的信息相对于非法窃听者是隐藏的,从而保证次用户的安全传输。为了实现次用户的物理层安全传输,有研究者提出了利用人工噪声、协同干扰、和波束形成设计等技术去提升认知无线网络中次用户的安全性能,这些技术虽然能本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.UAV机载IRS辅助认知无线网络中安全能效优化方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的UAV机载IRS辅助认知无线网络中安全能效优化方法,其特征在于,在步骤S1中,系统模型包括配备L根天线的认知基站、单天线的主用户和次用户、K个单天线的协作窃听者;其中认知基站利用UAV搭载IRS与次用户间建立新的反射链路进行通信,与此同时K个窃听者试图窃听认知基站与次用户之间的机密信息,为了便于分析,我们将总时间T划分为N个时隙,每个时隙长度为δt=T/N,得到易于分析的UAV搭载IRS的离散化坐标

3.根据权利要求1所述的UAV机载IRS辅助认知无线网络中...

【技术特征摘要】

1.uav机载irs辅助认知无线网络中安全能效优化方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的uav机载irs辅助认知无线网络中安全能效优化方法,其特征在于,在步骤s1中,系统模型包括配备l根天线的认知基站、单天线的主用户和次用户、k个单天线的协作窃听者;其中认知基站利用uav搭载irs与次用户间建立新的反射链路进行通信,与此同时k个窃听者试图窃听认知基站与次用户之间的机密信息,为了便于分析,我们将总时间t划分为n个时隙,每个时隙长度为δt=t/n,得到易于分析的uav搭载irs的离散化坐标

3.根据权利要求1所述的uav机载irs辅助认知无线网络中安全能效...

【专利技术属性】
技术研发人员:梁小朋张智邓茜李太君张伟张状李峰王赛
申请(专利权)人:海南大学
类型:发明
国别省市:

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