對抗惡意無人機竊聽的無人機通信系統三維航跡規劃和功率控制*

蘇恭超，代明軍，陳 彬，林曉輝，王 暉

(深圳大學 電子與信息工程學院，廣東 深圳 518060)

0 引 言

近年來，隨著終端數量和數據流量的急速增長，下一代無線通信系統對網絡基礎架構的靈活性、快速按需服務能力提出了更高的要求，以便為用戶提供泛在的實時高速數據傳輸服務。與傳統的地面架設的數據傳輸設備相比，以無人機(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)作為無線網絡的數據發送/中繼設備可以使得網絡快速靈活響應用戶的需求，無人機的高移動性使得數據傳輸不再受到地理位置限制，并且空-地信道不受陰影效應、多徑效應等因素的影響，信道質量遠高于傳統無線網絡中的地-地信道。因此無人機通信技術具備巨大潛力，在下一代無線通信網絡中受到了廣泛的關注[1]。

無人機通信的引入也帶來了一些新問題。由于無線信道的廣播性質，無線通信容易受到惡意用戶的竊聽攻擊。引入無人機通信技術后隨著無線信道的質量提升，竊聽者的信道質量也隨之提升，無線數據傳輸面臨更加嚴峻的竊聽攻擊威脅。為保障無線通信的安全性，物理層安全機制(Physical Layer Security,PLS)得到了廣泛的關注[2]。通過利用物理信道的隨機性和適當的編碼機制，即使攻擊者能夠攻破傳統的加密解密機制來解密用戶數據，物理層網絡安全機制也能從通信層面為用戶數據傳輸提供絕對的安全保障。因此在無人機協助的無線通信系統中，有必要引入物理層安全機制來應對日益嚴峻的竊聽攻擊等挑戰[3]。……