CN113938184A - 一种无人机搭载智能反射表面协同传输方法 - Google Patents

Abstract

一种无人机搭载智能反射表面协同传输方法，涉及无线通信的技术领域。初始化系统参数；给智能反射表面的反射单元数目N赋初值，为其取值范围中的随机数，计算智能反射表面反射所消耗的能量；根据分数优化理论更新协同传输系统在安全传输速率约束下的最佳发射功率；在获得最佳发射机发射功率后，更新最佳智能反射表面的反射单元个数；按照降序排列不同高度下的能量效率，则获得最大的能量效率，并获得使其获得最大化的最佳智能反射表面的反射单元数目。本发明采用发射机发射功率、无人机高度和智能反射表面反射单元数目联合优化的算法，提升安全可达速率约束下的无人机搭载智能反射表面系统协同传输的能量效率。

Description

一种无人机搭载智能反射表面协同传输方法

技术领域

本发明涉及无线通信的技术领域，尤其涉及一种无人机搭载智能反射表面协同传输方法的技术领域。

背景技术

无人机通信网络由于其移动性、智能性和轨迹可控等优势，不管是在军事通信还是民用通信中都得到广泛应用。然而，由于空地链路视距通信的开放性以及无人机设备功率限制，使得无人机通信更易被窃听。智能反射表面因其能够提供有效反射而不需要额外消耗转发功率，因此在无线通信中得到广泛关注。在无线通信中，通过无人机搭载智能反射表面协助地面用户传输信号，有效利用无人机移动性和智能反射表面无源转发的优势，可以提升地面用户在被动窃听下的能量效率。

由于一方面无人机可以通过作为空中中继来协助转发地面用户的信号，另一方面搭载在其上的智能反射表面也可以通过无源反射来转发源节点的信号，因此，本发明考虑联合无人机全双工放大转发中继和智能反射表面反射两种协同传输方式，并通过发射机发射功率、无人机高度和智能反射表面反射单元数目的联合优化来最大化地面合法用户在安全可达速率约束下的能量效率。

本发明中提出的无人机和智能反射表面协同传输方法优于只有无人机作为中继放大转发和只有智能反射表面被动反射这两种单一的传输方法，并且发射机发射功率、无人机高度和智能反射表面反射单元数目联合优化的算法优于单一策略优化算法的性能，使得无人机不只是作为搭载工具，也作为协同传输的一种手段，体现了所提算法的优越性。

发明内容

本发明的无人机搭载智能反射表面协同传输方法，采用发射机发射功率、无人机高度和智能反射表面反射单元数目联合优化的算法，提升安全可达速率约束下的无人机搭载智能反射表面系统协同传输的能量效率。

一种无人机搭载智能反射表面协同传输方法，包括以下步骤：

步骤1：初始化系统参数：j,m,n＝0，j为第三层循环迭代的初始值，m为第二层循环迭代的初始值，n为第一层循环迭代的初始值，N_min,N_max表示智能反射表面的反射单元数目最小值和最大值，H_min,H_max表示无人机悬停高度的最小值和最大值，P_min,P_max表示发射机发射功率的最小值和最大值，R_th表示系统的安全容量阈值；

步骤2：第三层循环迭代次数加1：j＝j+1；

步骤3：给智能反射表面的反射单元数目N赋初值，为其取值范围中的随机数，第二层循环迭代次数加1：m＝m+1；

步骤4：计算智能反射表面反射所消耗的功率p_IRS＝Np_r，其中p_r为每个智能反射表面反射所需要的功率；

步骤5：第一层循环迭代次数加1：n＝n+1；

步骤6：根据分数优化理论更新协同传输系统在安全传输速率约束下的最佳发射功率；当循环次数达到最大值时，第一层循环结束；

步骤7：在获得最佳发射机发射功率后，在第二层循环更新最佳智能反射表面的反射单元个数；当循环次数达到最大值时，第二层循环结束；

步骤8：转向步骤2)，当循环次数达到最大值时，第一层循环结束；按照降序排列不同高度下的能量效率

则获得最大的能量效率，并获得使其获得最大化的最佳智能反射表面的反射单元数目H^opt。

优选的是，本发明的步骤2对第三层循环迭代次数加1：j＝j+1，给无人机高度赋初值，即h＝H_min+j，计算地面用户和无人机之间空地链路的传输损耗：

步骤2a：计算源节点S、目的节点D和窃听节点E针对无人机用户的俯仰角：

其中源节点、目的节点、窃听节点以及无人机用户的二维坐标分别为W_S＝{X_S,Y_S}，W_D＝{X_D,Y_D}，W_E＝{X_E,Y_E}和W_U＝{X_U,Y_U}；

步骤2b：根据俯仰角计算各节点的视距通信概率和路径损耗因子

p_L(θ_i)＝(1+aexp(-b(θ_i-a)))^-1 (2)

α_i＝p_L(θ_i)e+f (3)

其中

a_i，b_i，e_i和f_i根据国际电信联盟中相关的参数确定(这几个参数都是根据实测数据计算出来的中间变量，如果考虑典型城市场景，可以取常数a＝9.61，b＝0.16，e＝-1.5和f＝3.5)。

优选的是，本发明的步骤6根据分数优化理论更新协同传输系统在安全传输速率约束下的最佳发射功率，具体操作如下：

步骤6a：根据信道衰落情况，计算以下参数

其中κ_S是发射机到无人机之间的信道增益，κ_D是无人机到目的节点之间的信道增益，κ_E是无人机到窃听节点之间的信道增益，V是从发射机出发通过智能反射表面反射到达目的节点的信道增益；G表示各节点的天线增益，d_SU,d_UD和d_UE分别表示源节点到无人机用户，无人机用户到目的节点以及无人机用户到窃听节点之间的距离；

|h_SU|²,|h_UD|²和|h_UE|²表示源节点到无人机，无人机到目的节点以及无人机到窃听节点之间的信道衰落；

表示从源节点入射到智能反射表面每个反射单元再反射到目的节点的所有信道增益之和，h_Sk和h_kD分别表示从发射机到第k个智能反射单元以及第k个反射单元到目的节点之间的信道衰落；

步骤6b：分别计算源节点经过无人机全双工中继转发后到目的节点和窃听节点的信干噪比γ_D和γ_E

其中，R_I表示无人机的自干扰功率，N₀表示背景的白噪声功率，p_U分别表示无人机用户的转发发射功率；γ_D和γ_E分别是源节点经过无人机全双工中继转发后到目的节点和窃听节点的信干噪比；

步骤6c：计算发射机的最佳发射功率，具体如下

其中a＝κ_S ²，b＝V-κ_S(γ_D+2)，

λ_S为辅助参数，根据后续步骤更新；

步骤6d：结合发射功率的取值边界，确定最终的最佳发射功率：

步骤6e：计算无人机中继协同到目的节点的传输速率R_{UAV_ONLY}和到窃听节点的窃听速率R_{UAV_ONLY_E}以及安全可达速率R_{S_UAV_ONLY}分别为：

R_{UAV_ONLY}＝log[1+γ_{UAV_ONLY}] (9)

R_{UAV_ONLY_E}＝log[1+γ_{UAV_ONLY_E}] (10)

R_{S_UAV_ONLY}＝max(log(1+γ_{UAV_ONLY})-log(1+γ_{UAV_ONLY_E}),0) (11)

其中

和

分别是经过无人机中继协同到目的节点和窃听节点的信噪比，

是发射功率取最佳值时发射机到无人机之间的信噪比；

步骤6f：计算经过智能反射表面反射到目的节点的传输速率R_{IRS_ONLY}和到窃听节点的窃听速率R_{IRS_ONLY_E}以及安全可达速率R_{S_IRS_ONLY}分别为

R_{IRS_ONLY}＝log[1+γ_{IRS_ONLY}] (12)

R_{IRS_ONLY_E}＝log[1+γ_{IRS_ONLY_E}] (13)

R_{S_IRS_ONLY}＝max(log(1+γ_{IRS_ONLY})-log(1+γ_{IRS_ONLY_E}),0) (14)

其中

和

分别是经过智能反射表面反射到达目的节点和窃节点的信噪比，d_Sk和d_kD是从发射机到第k个反射单元以及第 k个反射单元到目的节点的距离，当发射机与无人机之间的距离远大于搭载在无人机上的智能反射表面反射单元之间距离，则d_Sk≈d_SU,d_kD≈d_UD；

表示从源节点入射到智能反射表面每个反射单元再反射到窃听节点的所有信道增益之和；

步骤6g：计算协同传输系统总的功率消耗p_total为

其中p_I，p_h和p_C分别表示无人机搭载智能反射表面和悬停的功率以及所有的电路功率；

步骤6h：计算协同传输系统总的安全可达速率R_{S_all}为

R_{S_all}＝min(R_{S_UAV_ONLY},R_{S_IRS_ONLY}) (16)

步骤6i)在安全可达速率的约束条件下更新辅助参数λ_A(n)，即当R_{S_all}≥R_th时，

当循环次数达到最大值时，第一层循环结束。

优选的是，本发明的步骤7在获得最佳发射机发射功率后，在第二层循环更新最佳智能反射表面的反射单元个数，具体步骤如下：

步骤7a：根据信道衰落的分布概率和统计特性，计算取值范围内的最佳反射单元数目

其中

是考虑天线增益的从发射机经过无人机中继再到目的节点的路径损耗，

是从发射机到第k个智能反射单元以及第k个反射单元到目的节点之间信道衰落之积的均值，var(|h_Sk||h_kD|)是从发射机到第k个智能反射单元以及第k个反射单元到目的节点之间信道衰落之积的方差，

是满足非中心式卡方分布的信道衰落之积的非中心参数,λ_I为辅助参数；

步骤7b：考虑智能反射表面反射单元数目取值边界，获得最终的最佳反射单元数目

步骤7c：根据最终的最佳反射单元数目，更新辅助参数λ_I

当循环次数达到最大值时，第二层循环结束。

本发明针对无线通信系统中存在被动窃听者的情况下，基于分数规划理论，提出了一种无人机搭载智能反射表面协同传输的方法，在保证无线通信系统物理层安全性能的同时，通过联合优化发射机发射功率、无人机高度和智能反射表面反射单元的数目，提升无线通信系统的能量效率。

附图说明

图1是无人机搭载智能反射表面协同传输系统模型的总体框图。

图2是发射机最佳发射功率随着迭代次数的收敛曲线。

图3是智能反射表面最佳反射单元数目随着迭代次数的收敛曲线。

图4是能量效率随着迭代次数的收敛曲线。

图5是不同协同传输方式下的能量效率对比曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步地说明：

本发明的系统框图如图1所示，系统仿真采用Matlab仿真，参数设定不影响一般性。考虑的是一个无人机搭载智能反射表面协同传输系统，假设在源节点和目的节点之间存在障碍物，没法实现数据的直接传输，只能通过无人机协同中继或者智能反射表面的反射实现数据传输。无人机的发射功率设定为p_U＝10W。假设无人机用户和地面用户之间的链路路径损耗为依概率视距通信模式，并经历莱斯衰落，背景的高斯加性白噪声功率水平设为N₀＝10^-17W。发射机发射功率、无人机悬停高度和的智能反射表面的反射单元数目最小值和最大值分别设置为P_min＝1W,P_max＝50W，H_min＝50m,H_max＝150m， N_min＝1,N_max＝300。假设源节点位于原点位置，目的节点和窃听节点都位于地面，其坐标分别为[1000,0]m,[2000,0]m，无人机的地面投影坐标为[100,0]m。

一种无人机搭载智能反射表面协同传输方法，包括以下步骤：

步骤1：初始化系统参数：j,m,n＝0，j为第三层循环迭代的初始值，m为第二层循环迭代的初始值，n为第一层循环迭代的初始值，N_min,N_max表示智能反射表面的反射单元数目最小值和最大值，H_min,H_max表示无人机悬停高度的最小值和最大值，P_min,P_max表示发射机发射功率的最小值和最大值，R_th表示系统的安全容量阈值；

步骤2：第三层循环迭代次数加1：j＝j+1；计算地面用户和无人机之间空地链路的传输损耗：

步骤2a：计算源节点S、目的节点D和窃听节点E针对无人机用户的俯仰角：

其中源节点、目的节点、窃听节点以及无人机用户的二维坐标分别为W_S＝{X_S,Y_S}，W_D＝{X_D,Y_D}，W_E＝{X_E,Y_E}和W_U＝{X_U,Y_U}；

步骤2b：根据俯仰角计算各节点的视距通信概率和路径损耗因子

p_L(θ_i)＝(1+aexp(-b(θ_i-a)))^-1 (2)

α_i＝p_L(θ_i)e+f (3)

其中

a，b，e和f根据国际电信联盟中相关的参数确定，如果考虑典型城市场景，可以取常数a＝9.61，b＝0.16，e＝-1.5和f＝3.5。

步骤3：给智能反射表面的反射单元数目N赋初值，为其取值范围中的随机数，第二层循环迭代次数加1：m＝m+1；

步骤4：计算智能反射表面反射所消耗的功率p_IRS＝Np_r，其中p_r为每个智能反射表面反射所需要的功率；

步骤5：第一层循环迭代次数加1：n＝n+1；

步骤6：根据分数优化理论更新协同传输系统在安全传输速率约束下的最佳发射功率；当循环次数达到最大值时，第一层循环结束；

步骤6a：根据信道衰落情况，计算以下参数

其中κ_S是发射机到无人机之间的信道增益，κ_D是无人机到目的节点之间的信道增益，κ_E是无人机到窃听节点之间的信道增益，V是从发射机出发通过智能反射表面反射到达目的节点的信道增益；G表示各节点的天线增益，d_SU,d_UD和d_UE分别表示源节点到无人机用户，无人机用户到目的节点以及无人机用户到窃听节点之间的距离；

|h_SU|²,|h_UD|²和|h_UE|²表示源节点到无人机，无人机到目的节点以及无人机到窃听节点之间的信道衰落；

表示从源节点入射到智能反射表面每个反射单元再反射到目的节点的所有信道增益之和，h_Sk和h_kD分别表示从发射机到第k个智能反射单元以及第k个反射单元到目的节点之间的信道衰落；

步骤6b：分别计算源节点经过无人机全双工中继转发后到目的节点和窃听节点的信干噪比γ_D和γ_E

其中，R_I表示无人机的自干扰功率，N₀表示背景的白噪声功率，p_U分别表示无人机用户的转发发射功率；γ_D和γ_E分别是源节点经过无人机全双工中继转发后到目的节点和窃听节点的信干噪比；

步骤6c：计算发射机的最佳发射功率，具体如下

其中a＝κ_S ²，b＝V-κ_S(γ_D+2)，

λ_S为辅助参数，根据后续步骤更新；

步骤6d：结合发射功率的取值边界，确定最终的最佳发射功率：

步骤6e：计算无人机中继协同到目的节点的传输速率R_{UAV_ONLY}和到窃听节点的窃听速率R_{UAV_ONLY_E}以及安全可达速率R_{S_UAV_ONLY}分别为：

R_{UAV_ONLY}＝log[1+γ_{UAV_ONLY}] (9)

R_{UAV_ONLY_E}＝log[1+γ_{UAV_ONLY_E}] (10)

R_{S_UAV_ONLY}＝max(log(1+γ_{UAV_ONLY})-log(1+γ_{UAV_ONLY_E}),0) (11)

其中

和

分别是经过无人机中继协同到目的节点和窃听节点的信噪比，

是发射功率取最佳值时发射机到无人机之间的信噪比；

步骤6f：计算经过智能反射表面反射到目的节点的传输速率R_{IRS_ONLY}和到窃听节点的窃听速率R_{IRS_ONLY_E}以及安全可达速率R_{S_IRS_ONLY}分别为

R_{IRS_ONLY}＝log[1+γ_{IRS_ONLY}] (12)

R_{IRS_ONLY_E}＝log[1+γ_{IRS_ONLY_E}] (13)

R_{S_IRS_ONLY}＝max(log(1+γ_{IRS_ONLY})-log(1+γ_{IRS_ONLY_E}),0) (14)

其中

和

分别是经过智能反射表面反射到达目的节点和窃节点的信噪比，d_Sk和d_kD是从发射机到第k个反射单元以及第 k个反射单元到目的节点的距离，当发射机与无人机之间的距离远大于搭载在无人机上的智能反射表面反射单元之间距离，则d_Sk≈d_SU,d_kD≈d_UD；

表示从源节点入射到智能反射表面每个反射单元再反射到窃听节点的所有信道增益之和；

步骤6g：计算协同传输系统总的功率消耗p_total为

其中p_I，p_h和p_C分别表示无人机搭载智能反射表面和悬停的功率以及所有的电路功率；

步骤6h：计算协同传输系统总的安全可达速率R_{S_all}为

R_{S_all}＝min(R_{S_UAV_ONLY},R_{S_IRS_ONLY}) (16)

步骤6i)在安全可达速率的约束条件下更新辅助参数λ_A(n)，即当R_{S_all}≥R_th时，

当循环次数达到最大值时，第一层循环结束。

步骤7：在获得最佳发射机发射功率后，在第二层循环更新最佳智能反射表面的反射单元个数；当循环次数达到最大值时，第二层循环结束；

步骤7a：根据信道衰落的分布概率和统计特性，计算取值范围内的最佳反射单元数目

其中

是考虑天线增益的从发射机经过无人机中继再到目的节点的路径损耗，

是从发射机到第k个智能反射单元以及第k个反射单元到目的节点之间信道衰落之积的均值，var(|h_Sk||h_kD|)是从发射机到第k个智能反射单元以及第k个反射单元到目的节点之间信道衰落之积的方差，

是满足非中心式卡方分布的信道衰落之积的非中心参数,λ_I为辅助参数；

步骤7b：考虑智能反射表面反射单元数目取值边界，获得最终的最佳反射单元数目

步骤7c：根据最终的最佳反射单元数目，更新辅助参数λ_I

当循环次数达到最大值时，第二层循环结束。

步骤8：转向步骤2)，当循环次数达到最大值时，第一层循环结束；按照降序排列不同高度下的能量效率

则获得最大的能量效率，并获得使其获得最大化的最佳智能反射表面的反射单元数目H^opt。

图2-图5是本发明的仿真曲线。其中图2-图4是所提算法的收敛曲线。图2和图3 分别是反射机最佳反射功率和智能反射表面最佳反射单元数目随着迭代次数收敛的曲线。从图4中可以看出，通过本发明提出的算法可以很快获得最佳的反射机发射功率和最佳的智能反射表面反射单元数目使得系统能量效率最大化。图5比较了三种协同传输方案下的系统能量效率，其中EE_UAV是只采用无人机协同中继获得的系统能量效率，EE_IRS是只采用智能反射表面反射获得的系统能量效率，而EE_UAV&IRS是采用无人机协同中继和智能反射表面反射两种方式协同传输，并联合优化发射机发射功率、智能反射表面反射单元数目和无人机高度获得的系统能量效率。从图中可以看出，不同协同方式下的系统能量效率都随着发射机与无人机地面投影距离的增大而减小，而本发明提出的联合协同算法优于单一协同传输方式。

Claims (4)

1.一种无人机搭载智能反射表面协同传输方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：初始化系统参数：j,m,n＝0，j为第三层循环迭代的初始值，m为第二层循环迭代的初始值，n为第一层循环迭代的初始值，N_min,N_max表示智能反射表面的反射单元数目最小值和最大值，H_min,H_max表示无人机悬停高度的最小值和最大值，P_min,P_max表示发射机发射功率的最小值和最大值，R_th表示系统的安全容量阈值；

步骤2：第三层循环迭代次数加1：j＝j+1；

步骤3：给智能反射表面的反射单元数目N赋初值，为其取值范围中的随机数，第二层循环迭代次数加1：m＝m+1；

步骤4：计算智能反射表面反射所消耗的功率p_IRS＝Np_r，其中p_r为每个智能反射表面反射所需要的功率；

步骤5：第一层循环迭代次数加1：n＝n+1；

步骤6：根据分数优化理论更新协同传输系统在安全传输速率约束下的最佳发射功率；当循环次数达到最大值时，第一层循环结束；

步骤7：在获得最佳发射机发射功率后，在第二层循环更新最佳智能反射表面的反射单元个数；当循环次数达到最大值时，第二层循环结束；

步骤8：转向步骤2)，当循环次数达到最大值时，第一层循环结束；按照降序排列不同高度下的能量效率

则获得最大的能量效率，并获得使其获得最大化的最佳智能反射表面的反射单元数目H^opt。

2.根据权利要求1所述的无人机搭载智能反射表面协同传输方法，其特征在于上述步骤2对第三层循环迭代次数加1：j＝j+1，给无人机高度赋初值，即h＝H_min+j，计算地面用户和无人机之间空地链路的传输损耗：

步骤2a：计算源节点S、目的节点D和窃听节点E针对无人机用户的俯仰角：

其中源节点、目的节点、窃听节点以及无人机用户的二维坐标分别为W_S＝{X_S,Y_S}，W_D＝{X_D,Y_D}，W_E＝{X_E,Y_E}和W_U＝{X_U,Y_U}；

步骤2b：根据俯仰角计算各节点的视距通信概率和路径损耗因子

p_L(θ_i)＝(1+aexp(-b(θ_i-a)))^-1 (2)

α_i＝p_L(θ_i)e+f (3)

其中

a_i，b_i，e_i和f_i根据国际电信联盟中相关的参数确定(这几个参数都是根据实测数据计算出来的中间变量，如果考虑典型城市场景，可以取常数a＝9.61，b＝0.16，e＝-1.5和f＝3.5)。

3.根据权利要求1所述的无人机搭载智能反射表面协同传输方法，其特征在于上述步骤6根据分数优化理论更新协同传输系统在安全传输速率约束下的最佳发射功率，具体操作如下：

步骤6a：根据信道衰落情况，计算以下参数

其中κ_S是发射机到无人机之间的信道增益，κ_D是无人机到目的节点之间的信道增益，κ_E是无人机到窃听节点之间的信道增益，V是从发射机出发通过智能反射表面反射到达目的节点的信道增益；G表示各节点的天线增益，d_SU,d_UD和d_UE分别表示源节点到无人机用户，无人机用户到目的节点以及无人机用户到窃听节点之间的距离；|h_SU|²,|h_UD|²和|h_UE|²表示源节点到无人机，无人机到目的节点以及无人机到窃听节点之间的信道衰落；

表示从源节点入射到智能反射表面每个反射单元再反射到目的节点的所有信道增益之和，h_Sk和h_kD分别表示从发射机到第k个智能反射单元以及第k个反射单元到目的节点之间的信道衰落；

步骤6b：分别计算源节点经过无人机全双工中继转发后到目的节点和窃听节点的信干噪比γ_D和γ_E

其中，R_I表示无人机的自干扰功率，N₀表示背景的白噪声功率，p_U分别表示无人机用户的转发发射功率；γ_D和γ_E分别是源节点经过无人机全双工中继转发后到目的节点和窃听节点的信干噪比；

步骤6c：计算发射机的最佳发射功率，具体如下

其中a＝κ_S ²，b＝V-κ_S(γ_D+2)，

λ_S为辅助参数，根据后续步骤更新；

步骤6d：结合发射功率的取值边界，确定最终的最佳发射功率：

步骤6e：计算无人机中继协同到目的节点的传输速率R_{UAV_ONLY}和到窃听节点的窃听速率R_{UAV_ONLY_E}以及安全可达速率R_{S_UAV_ONLY}分别为：

R_{UAV_ONLY}＝log[1+γ_{UAV_ONLY}] (9)

R_{UAV_ONLY_E}＝log[1+γ_{UAV_ONLY_E}] (10)

R_{S_UAV_ONLY}＝max(log(1+γ_{UAV_ONLY})-log(1+γ_{UAV_ONLY_E}),0) (11)

其中

和

分别是经过无人机中继协同到目的节点和窃听节点的信噪比，

是发射功率取最佳值时发射机到无人机之间的信噪比；

步骤6f：计算经过智能反射表面反射到目的节点的传输速率R_{IRS_ONLY}和到窃听节点的窃听速率R_{IRS_ONLY_E}以及安全可达速率R_{S_IRS_ONLY}分别为

R_{IRS_ONLY}＝log[1+γ_{IRS_ONLY}] (12)

R_{IRS_ONLY_E}＝log[1+γ_{IRS_ONLY_E}] (13)

R_{S_IRS_ONLY}＝max(log(1+γ_{IRS_ONLY})-log(1+γ_{IRS_ONLY_E}),0) (14)

其中

和

分别是经过智能反射表面反射到达目的节点和窃节点的信噪比，d_Sk和d_kD是从发射机到第k个反射单元以及第k个反射单元到目的节点的距离，当发射机与无人机之间的距离远大于搭载在无人机上的智能反射表面反射单元之间距离，则d_Sk≈d_SU,d_kD≈d_UD；

表示从源节点入射到智能反射表面每个反射单元再反射到窃听节点的所有信道增益之和；

步骤6g：计算协同传输系统总的功率消耗p_total为

其中p_I，p_h和p_C分别表示无人机搭载智能反射表面和悬停的功率以及所有的电路功率；

步骤6h：计算协同传输系统总的安全可达速率R_{S_all}为

R_{S_all}＝min(R_{S_UAV_ONLY},R_{S_IRS_ONLY}) (16)

步骤6i)在安全可达速率的约束条件下更新辅助参数λ_A(n)，即当R_{S_all}≥R_th时，

当循环次数达到最大值时，第一层循环结束。

4.根据权利要求1所述的无人机搭载智能反射表面协同传输方法，其特征在于上述步骤7在获得最佳发射机发射功率后，在第二层循环更新最佳智能反射表面的反射单元个数，具体步骤如下：

步骤7a：根据信道衰落的分布概率和统计特性，计算取值范围内的最佳反射单元数目

其中

是考虑天线增益的从发射机经过无人机中继再到目的节点的路径损耗，

是从发射机到第k个智能反射单元以及第k个反射单元到目的节点之间信道衰落之积的均值，var(|h_Sk||h_kD|)是从发射机到第k个智能反射单元以及第k个反射单元到目的节点之间信道衰落之积的方差，

是满足非中心式卡方分布的信道衰落之积的非中心参数,λ_I为辅助参数；

步骤7b：考虑智能反射表面反射单元数目取值边界，获得最终的最佳反射单元数目

步骤7c：根据最终的最佳反射单元数目，更新辅助参数λ_I

当循环次数达到最大值时，第二层循环结束。

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