【摘 要】
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为了缓解地面基站的负载压力,具有视距通信能力强和按需部署灵活的无人机可作为空中基站或中继,辅助地面网络实现增强覆盖和短时恢复地面网络通信。然而,无人机辅助无线通信在提高安全传输性能和网络生存时间上还面临着诸多挑战。一方面无人机辅助无线通信中存在大量的潜在窃听和干扰攻击,网络的安全容量难以得到保障。另一方面,由于无人机能量受限,如何优化无人机飞行轨迹,提高无人机续航能力和网络生存时间也需要进一步的探
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为了缓解地面基站的负载压力,具有视距通信能力强和按需部署灵活的无人机可作为空中基站或中继,辅助地面网络实现增强覆盖和短时恢复地面网络通信。然而,无人机辅助无线通信在提高安全传输性能和网络生存时间上还面临着诸多挑战。一方面无人机辅助无线通信中存在大量的潜在窃听和干扰攻击,网络的安全容量难以得到保障。另一方面,由于无人机能量受限,如何优化无人机飞行轨迹,提高无人机续航能力和网络生存时间也需要进一步的探讨和分析。为此,论文开展了如下工作:首先,论文结合现有研究分析了无人机通信网络中存在的问题和不足。在考虑安全通信和轨迹优化的基础上分析了无人机辅助无线网络的系统模型。其次,为了进一步提高网络的安全容量,论文基于梯度下降和连续凸优化技术提出了一个安全容量最大化算法。该算法在考虑无人机能量与地面节点自身资源受限的情况下,通过联合优化合法无人机位置和发射功率、任务卸载比以及节点关联指标提高网络安全容量。仿真结果表明,采用论文提出的算法不仅可以获得较好的收敛效果,而且有效地提高了网络的安全容量。最后,针对无人机辅助数据采集时的传感节点能耗最小化问题,论文提出了一个联合飞行轨迹与节点接入的能量优化算法。该算法通过联合优化传感节点接入方案和采集无人机飞行轨迹,在无人机能量受限的情况下降低传感节点的能耗。仿真结果表明,论文提出的算法在保证可容忍的计算复杂度与良好的收敛性基础上,较传统飞行轨迹消耗的传感节点能耗更低。
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