基于模型预测控制的无人机轨迹优化与安全资源分配
信号处理
2024-11-08 v1
摘要
本文研究了一种基于无人机 (UAV) 的安全通信架构，通过无人机轨迹优化来提升通信系统的安全性能。我们构建了一个在无限时域内，通过联合优化无人机轨迹、发射波束向量和人造噪声 (AN) 向量，以最小化无人机飞行路径和功耗，同时最大化安全通信速率的控制问题。鉴于优化目标的非唯一性以及优化变量之间的显著耦合，问题构成了一个非凸优化难题，难以直接求解。为此，我们采用交替迭代技术来解耦优化变量。具体做法是将问题划分为三个子问题，即无人机轨迹、发射波束向量和 AN 向量，交替求解。此外，考虑到无人机轨迹易受扰动影响，本文采用模型预测控制 (MPC) 方法获取无人机轨迹，以提升系统鲁棒性。数值结果表明，所提出的优化算法在保持准确无人机轨迹和高安全通信速率方面优于其他基准方案。
引用
@article{arxiv.2411.04423,
title = {Model Predictive Control Enabled UAV Trajectory Optimization and Secure Resource Allocation},
author = {Zhendong Li and Chang Su and Zhou Su and Haixia Peng and Yuntao Wang and Wen Chen and Qingqing Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.04423},
year = {2024}
}