作為一種分布式的虛擬多天線傳輸技術(shù)，協(xié)同傳輸通信技術(shù)融合了分集與中繼傳輸?shù)募夹g(shù)優(yōu)勢,，在不增加天線的基礎(chǔ)上,，可在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)并獲得多天線與多跳傳輸?shù)男阅茉鲆?，從而提高系統(tǒng)的傳輸性能，帶來了無線通信領(lǐng)域的巨大變革^［1］,。對任何通信系統(tǒng)而言,，信息傳輸?shù)陌踩浴⒖煽啃?、有效性同等重要,，都直接決定著系統(tǒng)的可用性。而在協(xié)同傳輸通信系統(tǒng)中,，采用中繼節(jié)點進行信息的協(xié)同傳輸雖然提高了信息傳輸?shù)目煽啃院陀行?，但卻使信息傳輸面臨著嚴重的安全威脅。因為無線信道的開放性可使信號傳播范圍內(nèi)的所有接收機均有可能接收到發(fā)射信號,，給無線通信帶來了嚴重的安全威脅,，而且協(xié)同傳輸系統(tǒng)中中繼節(jié)點的介入會使得系統(tǒng)子信道數(shù)大為增加，這樣系統(tǒng)中傳輸?shù)男畔⒏菀妆凰烁`聽,。

在傳統(tǒng)的陸地無線通信系統(tǒng)中,，文獻［2-5］提出中繼協(xié)同技術(shù)能有效擴大無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，并提高無線系統(tǒng)的物理層安全容量,。文獻［6-8］利用中繼協(xié)同技術(shù)提高了無線通信系統(tǒng)的安全容量,，相比于傳統(tǒng)的直傳鏈路和輪回調(diào)度方法，顯著增強了無線通信系統(tǒng)的安全性,。文獻［9-10］聯(lián)合考慮了中繼與干擾技術(shù),，通過增加人工干擾進一步改善了無線傳輸?shù)谋Ｃ苄浴４送?，物理層安全技術(shù)利用無線信道特性可以實現(xiàn)輕量級的安全加密,，近年來也引起了廣泛的研究興趣。文獻［11］驗證了在傳感器網(wǎng)絡(luò)中可以利用物理層安全技術(shù)實現(xiàn)可靠通信,。文獻［12］分析了引入?yún)f(xié)作干擾后傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全性能,，并且推導(dǎo)出安全容量的閉式表示。當網(wǎng)絡(luò)為雙向中繼網(wǎng)絡(luò)時,，文獻［13］提出了一種最優(yōu)的能量分配方式以最大化網(wǎng)絡(luò)總的安全速率,。針對射頻無線充能的多天線傳感器網(wǎng)絡(luò)，文獻［14］提出了一個兩階段的安全傳輸協(xié)議,，通過對發(fā)送功率,、信息波束成型等參數(shù)進行聯(lián)合優(yōu)化以提高網(wǎng)絡(luò)的安全能量效率。

然而,，傳統(tǒng)思維陸地通信系統(tǒng)物理層安全中,，通常采用固定式的或者準靜態(tài)的中繼節(jié)點，因此無線通信的物理層安全中中繼節(jié)點的位置對合法鏈路的鏈路質(zhì)量具有較大的影響,。此外,，在一些特殊的場景中,，例如戰(zhàn)場上，戰(zhàn)場態(tài)勢是不斷變化的,，采用固定的中繼節(jié)點很顯然不能滿足特殊的需求,。近年來，由于無人機具有多種優(yōu)勢,，例如高速移動性,、低成本、按需部署等,，無人機在無線通信中得到廣泛使用?，F(xiàn)有的無人機協(xié)作通信在提高物理層安全方面主要通過博弈建模［15-16］、功資源管理［17-18］,、軌跡優(yōu)化［19-20］等方式,。

本文主要研究了無人機作為中繼節(jié)點的協(xié)同傳輸通信系統(tǒng)。在源節(jié)點,、目的節(jié)點與竊聽節(jié)點位置固定的前提下,，充當中繼的無人機在源節(jié)點與目的節(jié)點之間來回飛行，可以減小信息接收與中繼轉(zhuǎn)發(fā)階段的信息傳輸距離,，進而降低信息傳輸過程中的大尺度損耗,。對于竊聽節(jié)點，無人機中繼的運動是隨機的,，因此相比于主信道,，竊聽信道容量不能獲得相應(yīng)的改善，從而有效提高了無人機中繼系統(tǒng)的安全容量,。此外,，在信息傳輸中，通過在源節(jié)點加入人工干擾噪聲的方式減少額外噪聲節(jié)點給網(wǎng)絡(luò)帶來的開銷,。文中通過與采用固定中繼節(jié)點的對比得出采用無人機中繼的方式能有效提高系統(tǒng)的安全容量,。此外，在信源端發(fā)送功率一定的條件下存在最佳功率分配方案,，可使系統(tǒng)安全容量達到最大值,。

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