面向安全无人机通信的鲁棒轨迹与发射功率设计
信息论
2018-06-19 v1 动力系统
math.IT
最优化与控制
摘要
由于高机动性和易部署的优势，无人机(unmanned aerial vehicles, UAVs)有望在未来无线通信中被广泛部署。然而，空对地视距无线信道的广播特性给无人机-地面通信的信息安全带来了新挑战。本文通过利用无人机轨迹设计所具备的机动性，从物理层应对该挑战。我们考虑一个地面存在多个潜在窃听者的无人机-地面通信系统，其中窃听者位置信息不完善。我们建立了一个优化问题，通过在给定飞行时长内联合设计无人机的鲁棒轨迹与发射功率，最大化系统的平均最坏情况保密速率。该优化问题的非凸性以及窃听者位置信息的不完善，使其难以获得最优解。我们提出了一种迭代次优算法，通过应用块坐标下降法、S-procedure和连续凸优化方法高效求解该问题。仿真结果表明，与另外两种无鲁棒设计的基准算法相比，所提算法能显著提升平均最坏情况保密速率。
引用
@article{arxiv.1806.06396,
title = {Robust Trajectory and Transmit Power Design for Secure UAV Communications},
author = {Miao Cui and Guangchi Zhang and Qingqing Wu and Derrick Wing Kwan Ng},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.06396},
year = {2018}
}
备注
Accepted by IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2018