窃听者合谋下基于分布式协作波束成形的双向空中安全通信

无人机使能的空中通信为一系列无线应用提供了灵活、可靠且经济高效的解决方案。然而，由于高视距概率，无人机之间的空中通信容易受到窃听攻击，尤其是在多个窃听者合谋的情况下。在这项工作中，我们旨在将分布式协作波束成形引入无人机群，并通过控制相应的信号分布来处理窃听者合谋。具体来说，我们考虑两个无人机群之间基于双向分布式协作波束成形的空中通信，并将这些无人机群构建为两个无人机虚拟天线阵列。然后，我们最小化双向已知保密容量和最大旁瓣电平，以分别避免来自已知和未知窃听者的信息泄露。同时，我们还最小化无人机构建虚拟天线阵列的能量消耗。由于安全性能与能量效率之间存在冲突关系，我们将这些目标视为一个多目标优化问题。随后，我们利用问题的特征属性，提出了一种增强型多目标群体智能算法。仿真结果表明，我们提出的算法能够获得一组有信息量的解，并优于其他最先进的基线算法。实验测试表明，我们的方法可以部署在无人机有限的计算能力平台上，并有利于节省计算资源。