[发明专利]增强无线网络物理层安全的低空移动基站动态部署方法

权利要求书

1.增强无线网络物理层安全的低空移动基站动态部署方法，其特征在于，以地面用户为坐标原点建立坐标系，窃听者位置记为(x_e,y_e,0)，空中平台位置记为(x,y,z)，空中平台对地面的窃听者进行定位，获得其相对于坐标原点的位置；然后，对空中平台进行实时位置优化，来最大化系统的非零保密传输概率，从而尽可能地提高系统保密传输的可能性；具体包括以下步骤：

(1)建模数学问题

建模如下数学问题：

其中：p_s表示Rayleigh信道衰落下的非零保密容量的概率，x²+y²≤r²表示空域边界在水平面的投影；z_min≤z≤z_max表示空中平台的最低和最高飞行高度限制；α是路径损耗指数；上述问题可等价为

(2)对上述问题进行求解，具体求解步骤如下：

Step1求得最佳飞行高度：空中平台的最佳高度z^*为允许的最低飞行高度，即z^*＝z_min；

Step2转化为二次分式规划：最佳位置在水平面的投影(x^*,y^*)位于直线上且x_e≠0，且点(x^*,y^*)和(x_e,y_e)分布于点(0,0)两侧，则问题(1)被简化为

其中：很明显，ax²+bx+c₂＞0；

Step3转化为二次规划：变量代换，定义

将问题(2)等价转化为

Step4进行半定松驰：定义变量代换u＝(k,s)^T，则问题(3)可以表示为

Step5转化为半定规划：省略约束rank(U)＝1并不会影响解的最优性，则可以得到一个半定规划问题

运用半定规划相关算法求解问题(5)，得到使非零保密速率的概率最大的空中平台最优位置(x^*,y^*)；

所述Step4、Step5中Tr表示求矩阵的迹，M₁、M₂和M₃的定义如下：