Optimización conjunta de la programación de usuarios, la trayectoria de vuelo y la asignación de potencia en un sistema de comunicación segura de UAV
Autores: Liu, Lipei; Yao, Rugui; Xie, Yi; Fan, Ye; Zuo, Xiaoya; Xu, Juan; Zhong, Ruikang; Zheng, Shijie; Li, Xudong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Optimización conjunta de la programación de usuarios, la trayectoria de vuelo y la asignación de potencia en un sistema de comunicación segura de UAV
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Red de futuro
Tráfico de datos
Vehículos aéreos no tripulados
Comunicación
Seguridad
Optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 53
Citaciones: Sin citaciones
En el futuro de la red, el tráfico de datos aumenta rápidamente y las necesidades de servicio de comunicación de los usuarios son diversas. La aplicación de vehículos aéreos no tripulados (UAV) en la comunicación alivia efectivamente la presión del equipo de comunicación terrestre. Sin embargo, la comunicación asistida por UAV también enfrenta muchos desafíos. Debido a las características de difusión y apertura del canal de comunicación de UAV en la red inalámbrica, es fácilmente susceptible al espionaje, por lo que es difícil garantizar una comunicación segura y eficiente. Para mejorar la seguridad del sistema de comunicación de UAV, este documento estudia el sistema de comunicación segura de un UAV como estación base para ayudar en la comunicación de la red inalámbrica. En este sistema, el UAV, como estación base móvil en el aire, transmite información confidencial a múltiples usuarios en tierra, y hay un espía alrededor de los usuarios. Se establece el problema de optimización de la programación de comunicación conjunta de usuarios, la trayectoria de vuelo de UAV y la asignación de energía para maximizar la tasa mínima de secreto del sistema. Considerando las restricciones de calidad de servicio de usuario, trayectoria de vuelo de UAV y potencia de transmisión, el problema de optimización es un problema no convexo y la complejidad de la solución es extremadamente alta. Por lo tanto, proponemos un algoritmo iterativo eficiente, considerando conjuntamente el método de descenso de coordenadas por bloques y la técnica de aproximación convexa sucesiva. Los resultados de la simulación verifican la corrección del análisis teórico y muestran además que este esquema mejora significativamente la tasa mínima de secreto del sistema en comparación con otros esquemas de referencia.
Descripción
En el futuro de la red, el tráfico de datos aumenta rápidamente y las necesidades de servicio de comunicación de los usuarios son diversas. La aplicación de vehículos aéreos no tripulados (UAV) en la comunicación alivia efectivamente la presión del equipo de comunicación terrestre. Sin embargo, la comunicación asistida por UAV también enfrenta muchos desafíos. Debido a las características de difusión y apertura del canal de comunicación de UAV en la red inalámbrica, es fácilmente susceptible al espionaje, por lo que es difícil garantizar una comunicación segura y eficiente. Para mejorar la seguridad del sistema de comunicación de UAV, este documento estudia el sistema de comunicación segura de un UAV como estación base para ayudar en la comunicación de la red inalámbrica. En este sistema, el UAV, como estación base móvil en el aire, transmite información confidencial a múltiples usuarios en tierra, y hay un espía alrededor de los usuarios. Se establece el problema de optimización de la programación de comunicación conjunta de usuarios, la trayectoria de vuelo de UAV y la asignación de energía para maximizar la tasa mínima de secreto del sistema. Considerando las restricciones de calidad de servicio de usuario, trayectoria de vuelo de UAV y potencia de transmisión, el problema de optimización es un problema no convexo y la complejidad de la solución es extremadamente alta. Por lo tanto, proponemos un algoritmo iterativo eficiente, considerando conjuntamente el método de descenso de coordenadas por bloques y la técnica de aproximación convexa sucesiva. Los resultados de la simulación verifican la corrección del análisis teórico y muestran además que este esquema mejora significativamente la tasa mínima de secreto del sistema en comparación con otros esquemas de referencia.