1.一种基于无人机智能反射面辅助的安全通信方法,无人机智能反射面辅助的无线通信系统由一个基站,一个无人机智能反射面,K个合法用户和一个窃听者组成,其特征在于,所述基于无人机智能反射面辅助的安全通信方法包括以下步骤:
1)基站使用波束成形技术,将所有用户的信息数据同时以相同频带发送,无人机智能反射面将收到的基站信号进行一定的相移后反射出去,用户和窃听者分别对收到的信号进行解码;
2)计算用户k在接收其数据时的信息速率rk和窃听者对于用户k数据的窃听速率re,k,从而获得系统中每个用户的保密速率Rsec,k;
无人机智能反射面和K个用户之间的位置优化和无线资源分配问题建模为:满足以下条件
0≤xu≤X,0≤yu≤Y (2)θn∈[0,2π],n=1,...,N (4)T
其中,wu=[xu,yu]表示无人机水平位置,xu和yu分别表示无人机水平位置的横坐标和纵坐标,W=[ω1,...,ωK]表示基站对于所有用户数据的波束成形向量的集合,ωk表示基站对于第k个用户数据的波束成形向量,X和Y表示无人机服务区域最大的横坐标和纵坐标,P表示基站的最大发射功率, 表示智能反射面的相移矩阵,θn表示智能反射面中第n个反射单元的相移,N表示智能反射面中反射单元的数量;
使用连续凸优化方法和交替优化思想,将上述问题转化为两个子问题,首先优化无人机智能反射面的位置,然后优化智能反射面的相移和基站的波束成形向量,通过泰勒一阶展开方法将非凸子问题转化为凸优化问题,然后进行迭代求解,获得问题的优化解。
2.如权利要求1所述的基于无人机智能反射面辅助的安全通信方法,其特征在于:所述步骤2)中,从基站到用户k的信息速率rk和窃听者对于用户k数据的窃听速率re,k分别表示为rk=log2(1+γk) (5)re,k=log2(1+γe,k) (6)其中γk和γe,k分别表示用户k和窃听者处的信干噪比,分别表示为其中 和 分别为在用户k和窃听者处的噪声功率, 和 分别表示智能反射面和用户k,智能反射面和窃听者之间信道系数的转置;hb表示基站和智能反射面之间的信道系数;
系统中每个用户k的保密速率表示为
Rsec,k=max(rk‑re,k,0) (9)。