基于无人机移动中继的安全短包通信：联合资源优化与三维轨迹设计

短包通信（SPC）与无人机（UAV）预计将在5G及更先进无线网络和物联网（IoT）的发展中发挥关键作用。本文提出一种安全SPC系统，其中无人机作为移动解码转发（DF）中继，在存在窃听者的情况下，以严格时延要求通过两跳周期性接收并中继来自远程IoT设备的小数据包至其接收端。该系统需要仔细优化重要设计参数，如两跳的编码块长度、发射功率以及无人机轨迹。尽管整体优化问题为非凸，我们采用块连续凸近似（BSCA）方法将原始问题划分为三个子问题并分别求解。随后，提出一种整体迭代算法以获得具有收敛保证的最终设计。我们所提出的低复杂度算法结合了鲁棒轨迹设计与资源管理，以优化无人机中继任务过程中通信系统的有效平均保密吞吐量。仿真结果表明，与多种基准方案相比性能显著提升，并为沿无人机轨迹的编码块长度和发射功率提供了有用的设计见解。