1.一种无人机中继系统的安全通信资源优化设计方法，其特征在于，包括：步骤一：建立一个无人机安全通信系统模型，包括源地面基站、一个无人机、多个合法用户、一个窃听者，无人机作为中继采用时分多址的协议与地面用户进行通信；步骤二：在步骤一建立的模型基础上考虑源基站、无人机功率约束，用户调度约束，信息因果约束以及无人机轨迹约束，构建一个最大化所有地面用户的最小平均安全速率优化问题，所述最小平均安全速率优化问题为一个非凸优化问题；步骤三：利用分块的思想将步骤二的优化问题转换为三个非凸子问题，然后利用包括放缩法、引入松弛变量和一阶泰勒展开在内的数学方法将三个非凸子问题等价转换为凸优化问题；步骤四：运用交替优化的算法迭代求解步骤三得到的三个凸优化问题，并设置收敛阈值，通过收敛条件判断每次迭代结果与上一次迭代结果之间是否满足收敛阈值，最后得到最优目标值以及所对应的最优解包括最优功率分配，最优无人机轨迹和最优调度。

2.根据权利要求1所述的一种无人机中继系统的安全通信资源优化设计方法，其特征在于，所述步骤二中，构建一个最大化所有地面用户的最小平均安全速率优化问题，具体为：

s.t.C1：

C2：

C3：

C4：

C5：

C6:q[1]＝q[N],C7:||q[n+1]‑q[n]||≤Smax,n＝1,...,N‑1.

其中

在上述问题中，各参数定义如下：无人机飞行时间为T，δt表示单位时隙的长度，N＝T/δt被划分为N个时隙；A、P、Q分别表示调度变量、基站和无人机发射功率、无人机飞行轨迹的向量变量；H：表示无人机飞行高度；αi[n]：用户调度变量；Ri[n]：表示合法用户i∈I＝{1,...,K}在时隙n可达的信息传输速率；K表示用户数；Re[n]：窃听者E在时隙n的窃听速率；Rs[n]：源地面基站S在时隙n发送给无人机的信息传输速率；Ps[n]：基站的发射功率；Pr[n]：无人机的发射功率； 基站的平均发射功率； 无人机的平均发射功率； 基站的最大发射功率； 无人机的最大发射功率；hi[n]：第n时隙无人机到用户i的信道功率增益；he[n]：第n时隙无人机到窃听者E的信道功率增益；hs[n]：第n时隙基站S到无人机的信道功率增益；di[n]：第n时隙无人机到用户i的距离；de[n]：第n时隙无人机到窃听者E的距离；ds[n]：第n时隙无人机到基站S的距离；

q[n]：第n时隙无人机水平飞行轨迹；wi：用户i的水平坐标；we：窃听者E的水平坐标；ws：基站2

S的水平坐标；β0：表示参考距离d0＝1m时的信道功率增益；σ：用户处的加性高斯白噪声(AWGN)功率；γ0：表示参考信噪比。

其中C1，C2是调度约束，表示无人机在每个时隙内最多调用一个用户；C3，C4分别表示了基站和无人机的最大发射功率约束和平均功率约束；C5表示信息因果约束，由于无人机只能转发已经从基站S接收到的数据；C6，C7为无人机的飞行轨迹约束。

3.根据权利要求2所述的一种无人机中继系统的安全通信资源优化设计方法，其特征在于，所述步骤三将非凸优化问题等价转换为三个凸子问题，三个凸子问题分别为：子问题一：用户调度优化；子问题二：发射功率优化；子问题三：无人机轨迹优化。

4.根据权利要求3所述的一种无人机中继系统的安全通信资源优化设计方法，其特征在于，所述子问题一：用户调度优化，具体为：s.t.C8：

C9：

C10：

C11：

其中η是引入的松弛变量，为了方便求解，对变量αi[n]进行了放缩，可以发现上述问题为凸问题。C8和C9是调度约束，表示无人机在每个时隙内最多调用一个用户；C10是对目标函数的放缩；C11是信息因果约束，由于无人机只能转发已经从基站S接收到的数据。

5.根据权利要求3或4所述的一种无人机中继系统的安全通信资源优化设计方法，其特征在于，所述子问题二：发射功率优化，具体为：s.t.C12：

C13：

C14：

C15：

其中η是引入的松弛变量，为中间变量，C12是对目标函数的松弛；C13是信息因果约束类似于C11；C14和C15分别表示了基站和无人机的最大发射功率约束和平均功率约束。紧接着将上述非凸优化问题转变为凸优化问题为s.t.C16：

C17：

C18：

C19：

C20：

其中 是引入的松弛变量，在给定的 情况下，上述问题的非凸项的一阶泰勒展开为：

分别为log2(1+Pr[n]Ge[n])和log2(1+Ps[n]Gs[n])的上趋界。

6.根据权利要求5所述的一种无人机中继系统的安全通信资源优化设计方法，其特征在于，所述子问题三：无人机轨迹优化具体为：s.t.C21：

C22：

C23：

C24：

C25：

C26：

C27:q[1]＝q[N],C28:||q[n+1]‑q[n]||≤Smax,n＝1,...,N‑1.

其中η， 是引入

的松弛变量，C21是对目标函数的松弛；C22信息因果约束；C23‑C26分别是对所替换目标的放缩；C27‑C28为无人机的飞行轨迹约束。由于约束C21，C22，C25，C26的非凸性，将以上非凸约束的非凸项进行一阶泰勒展开，展开结果如下：因此，上述问题可以近似地表示为：s.t.C29：

C30：

C31：

C32：

C33：

C34：

C35:q[1]＝q[N],C36:||q[n+1]‑q[n]||≤Smax,n＝1,...,N‑1.

通过引入松弛变量和使用连续凸逼近方法，子问题三已被转换为凸问题。

7.根据权利要求6所述的一种无人机中继系统的安全通信资源优化设计方法，其特征在于，所述步骤四求解优化问题的步骤包括：m m m m

步骤4.1：初始化Q，P，A，η令m＝0，m表示迭代次数；

m m r+1

步骤4.2：将给定的Q，P带入子问题一，得到更新后的A ；

m+1 m m+1

步骤4.3：对于更新后的A 和给定的Q带入子问题二的凸优化问题，得到P ；

m+1 m+1 m+1

步骤4.4：对于更新后的A 和P 带入子问题三的凸优化问题，得到Q ；

步骤4.5：更新m＝m+1，重复步骤4.2到4.5，直至满足收敛条件ε。