时间调制阵列感知辅助的无人机隐蔽通信

来源：电子与信息学报杂志2025年第4期北京时间：

作者：缪晨, 秦雨萱, 马瑞谦, 林志, 马越, 章文韬, 吴文

单位：1.南京理工大学近程射频感知芯片与微系统教育部重点实验室 南京 2100142.国防科技大学电子对抗学院 合肥 2300373.东南大学毫米波国家重点实验室 南京 210096

摘要：随着无人机(UAV)通信技术在军民领域的广泛应用，保障UAV网络中的信息传输安全越来越受到关注。隐蔽通信提供了一种隐藏信息行为的良好手段，但目前数字波束成形等技术在带来更好隐蔽通信性能的同时，增加了体积和功耗。该文提出了一种基于时间调制平面阵列(TMPA)感知辅助的UAV短包隐蔽通信方法。首先，该文提出了基于TMPA-UAV隐蔽通信系统架构，并以此为基础提出了一种2维波达方向角(DOA)估计方法。其次，针对该场景建立了隐蔽通信模型，基于KL散度推导了隐蔽约束的闭式表达式。进一步地，该文根据估计的Willie角度对TMPA的开关序列进行优化，以最大化目标方向信号增益的同时最小化非目标方向信号增益。最后，该文以隐蔽吞吐量作为优化目标，使用一维搜索求解关于包长和发射功率优化问题的最优解。仿真表明，存在一个最优的数据包长使隐蔽吞吐量最大，所提TMPA辅助感知方案能够有效保证隐蔽传输，此外，选择合适的无人机高度可提高隐蔽通信性能。

关键词：时间调制阵列, 隐蔽通信, 无人机, DOA估计, 波束成形

基金资助：国家自然科学基金(62301254, 62171464)，江苏省自然科学基金(BK20230916)，中国博士后科学基金(2023M731700)，国防科技大学自主科研创新基金 (22-ZZCX-07)，合肥综合性国家科学中心