無人機的高度機動性允許通信運營商迅速靈活地部署通信基礎設施,所以無人機通信在未來移動通信產業(yè)中擁有巨大的應用前景。然而,由于空對地（A2G）通信相較于地面通信更容易遭受惡意地面節(jié)點的竊聽攻擊,無人機通信面臨嚴峻的安全挑戰(zhàn)。與基于密鑰體系的傳統通信安全技術不同,物理層安全技術利用信道特征來保證信息的傳輸安全,不需要安全密鑰,從而避免了密鑰的分發(fā)和管理中存在的安全漏洞。作為影響信道質量的關鍵因素,A2G信道特性和無人機的移動性會給無人機通信中的物理層安全帶來新的挑戰(zhàn)和機遇。然而,無人機通信中的物理層安全傳輸技術尚處于起步階段,大量的相關問題亟待研究解決。本文首先研究了無人機通信中的平均安全速率最大化問題。無人機的移動性為通信網絡設計帶來了新的自由度,本文通過設計傳輸功率以及無人機軌跡來提高平均安全速率。所考慮系統由地面信源、無人機中繼、地面合法接收機和地面竊聽端構成,由無人機中繼將信源的信息轉發(fā)給合法接收機。在該場景下,本文建立了一個以實現平均安全速率最大化為目標的優(yōu)化模型,該模型以信源和中繼的傳輸功率以及無人機的坐標為自變量。平均安全速率最大化問題是一個大規(guī)模非凸優(yōu)化問題,難以求解。本文... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：125 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
縮略詞表
主要符號表
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 相關研究分析
        1.2.1 無人機通信
        1.2.2 物理層安全通信
        1.2.3 無人機通信中的物理層安全
    1.3 研究動機與意義
    1.4 主要研究內容與創(chuàng)新
    1.5 本論文的結構安排
第二章 無人機通信中的平均安全速率最大化技術研究
    2.1 引言
    2.2 系統模型與問題建模
        2.2.1 系統模型
        2.2.2 問題建模
    2.3 固定軌跡下的平均安全速率最大化功率分配
        2.3.1 凹函數之差問題
        2.3.2 凹凸過程
        2.3.3 拉格朗日對偶方法
        2.3.4 特殊場景分析
    2.4 固定功率下的平均安全速率最大化軌跡設計
        2.4.1 凸近似問題
        2.4.2 序列凸規(guī)劃
        2.4.3 特殊場景分析
    2.5 以平均安全速率最大化為目標的功率和軌跡交替優(yōu)化
    2.6 性能評估
    2.7 本章小結
第三章 無人機通信中的安全能效最大化技術研究
    3.1 引言
    3.2 系統模型與問題建模
        3.2.1 系統模型
        3.2.2 問題建模
    3.3 固定軌跡下的安全能效最大化功率分配
        3.3.1 凹凸過程
        3.3.2 拉格朗日對偶方法
    3.4 固定功率下的安全能效最大化軌跡設計
        3.4.1 分式規(guī)劃問題
        3.4.2 丁克爾巴赫方法
        3.4.3 序列凸規(guī)劃
    3.5 以安全能效最大化為目標的功率和軌跡交替優(yōu)化
    3.6 性能評估
    3.7 本章小結
第四章 無人機通信中的多點安全傳輸技術研究
    4.1 引言
    4.2 系統模型與問題建模
        4.2.1 系統模型
        4.2.2 問題建模
    4.3 基于虛擬基站的多點安全傳輸方案
        4.3.1 基于棧的深度優(yōu)先分支定界算法
        4.3.2 改進最小閉包球算法
        4.3.3 旅行商問題
    4.4 性能評估
    4.5 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 全文總結
    5.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
附錄 A 引理2.1的證明
附錄 B 引理2.2的證明
附錄 C 引理2.4的證明
附錄 D 引理3.1的證明
攻讀博士學位期間取得的成果



本文編號：3377860