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无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)中继保密通信系统是一种基于物理层安全传输技术并搭载中继UAV的通信系统。与传统UAV辅助中继通信系统相比,UAV中继保密通信系统具有信息传输可靠性强、窃听成功概率低等优点。然而,UAV的快速移动性和续航有限性,使UAV中继保密通信系统安全性能明显降低。因此,为提高UAV中继保密通信系统安全性,论文对UAV节点航迹规划方法和系统安全性能展开相关研究。论文主要工作内容如下:(1)针对单跳UAV通信系统传输安全性及能量效率提高问题,论文提出基于保密能量效率最大化准则的UAV航迹规划方法。首先根据遍历保密容量和系统总能耗推导出保密能量效率的近似表达式,然后,基于保密能量效率最大化准则结合分式规划算法给出中继UAV飞行轨迹优化方法,最后,利用仿真模拟软件验证所提优化方案的合理正确性。(2)针对单输入单输出(Single-Input Single-Output,SISO)的UAV中继通信系统物理安全性改善问题,论文提出基于凸优化理论的UAV中继节点发射功率与飞行轨迹联合优化方案。首先,建立SISO-UAV中继网络存在窃听节点(Eavesdropper,EVE)的系统模型,根据模型确定各个节点信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)的表达式及统计特性,给出系统保密容量的闭合解析式,并基于保密容量最大化准则对UAV中继节点发射功率与运行轨迹进行联合优化,然后结合泰勒级数推导出保密中断概率表达式,最后,基于计算机仿真分析所提优化方案的系统安全性能。(3)为提高多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)的UAV中继通信系统物理层安全性,论文提出基于保密容量最大化准则的接收波束成形和UAV航迹优化方法。首先,建立MIMO-UAV中继保密通信系统模型,给出由波束成形矢量及飞行航向角联合确定的保密容量表达式,并基于系统保密容量最大化准则采用凸优化算法来优化目的节点波束成形权值和UAV中继节点飞行轨迹,然后利用各个节点SNR的统计特性计算出保密中断概率的具体表达式,最后,基于仿真模拟软件验证所提方案的准确有效性。