申请/专利权人：西北工业大学

申请日：2023-12-19

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117749231A

主分类号：H04B7/06

分类号：H04B7/06;H04B7/08;H04B17/336;H04B17/391;H04K3/00

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.09#实质审查的生效;2024.03.22#公开

摘要：本发明涉及一种隐蔽通信波形设计方法，属于无线通信领域。针对无人机认知网络中通信安全面临威胁的问题，通过联合波束成型向量设计，同时实现了物理层安全和隐蔽通信。物理层安全与隐蔽通信存在矛盾，物理层安全需要大功率的人工噪声用于干扰窃听者，而隐蔽通信需要传输信号功率足够小以使自身难以被检测。与已有的发明相比，本发明首次同时考虑了无人机认知网络中的物理层安全和隐蔽通信的场景，考虑到不同次用户间的公平性问题，最大化了不同次用户的最小信干噪比，同时满足了安全和隐蔽要求。

主权项：1.一种隐蔽通信波形设计方法，其特征在于步骤如下：步骤1：设定系统参数：1个基站，1个主用户，1架无人机，1个窃听者，1个监视者，K个次用户；基站装备Nb根天线，无人机装备Nx×Ny根天线的均匀面阵，Nx为面阵列数，Ny为面阵行数；每个节点在三维坐标系的水平坐标分别为qb＝[xb,yb]T，qp＝[xp,yp]T，qe＝[xe,ye]T，qk＝[xk,yk]T，qw＝[xw,yw]T和qu＝[xu,yu]T，其中下标b,p,e,k,w,u分别表示基站、主用户、窃听者、第k个次用户监视者和无人机，坐标向量中的第一个和第二个元素分别表示横坐标和纵坐标，除了无人机的高度为H，其余节点均位于地面高度为0；无人机最大发射功率为Pmax，各个用户接收噪声功率σ2，主用户信干噪比要求为Γp，安全速率要求Rth，隐蔽要求为δ；步骤2：根据初始化参数，计算中间变量；基站下行信道为瑞利衰落信道，基站与节点间的信道系数为其中表示大尺度衰落，β0＝-40dB表示每米的功率衰减，dbx为基站与节点x间的距离，bx是服从单位复高斯分布且维度为Nb×1的随机列向量；无人机与节点x的信道系数为其中lux与lbx相似，为无人机到节点x的导向矢量，表示为其中，和分别表示无人机到节点x的俯仰角和方位角；步骤3：初始化迭代次数i＝0，二分搜索区间为收敛门限ε；步骤4：更新i←i+1；步骤5：计算步骤6：根据Γi，利用优化算法工具包计算下述关于求解基站与无人机的波束成型向量wp和wk的优化问题是否可解： 其中，上述约束由上至下分别表示：隐蔽性约束，安全性约束，主用户信干噪比约束，次用户信干噪比约束，总发射功率约束；步骤7：如果可解，更新如果不可解，更新步骤8：如果执行下一步；否则，返回步骤4；步骤9：对最后一次迭代中求解得到的Wp和Wk，做特征分解，特征分解后最大的特征值所对应的特征向量即为最终所求基站与无人机的波束成型向量wp和wk，

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西北工业大学 一种隐蔽通信波形设计方法

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