本发明涉及通信领域和人工智能领域,具体涉及到一种无人机通信行为的检测方法和装置。
背景技术:
1、当前,随着通信技术的迅速发展,无人机通信逐渐进入人们的视野并广泛应用于商业航拍、灾难救援、农业监测等方面,实现了远程操控和数据传输,给人们的生活带来了便利。然而,随着无人机数量的不断增加和技术的不断进步,无人机用于恶意通信行为已经成为了一个严重的问题。为了应对这一挑战,无人机通信行为检测成为了一项迫切的需求。
2、目前,无人机通信行为的检测技术是检测从无人机传输到其匹配控制器的射频信号。目前的研究工作都是基于无人机信号稳定可控性的条件下进行的,即无限块长度检测。然而,在实际场景中由于建筑物和山脉的间歇性阻塞,地面非合作检测器往往不具备上述条件。
3、如何基于实际复杂场景,利用地面非合作检测器对无人机通信行为实现快速准确的检测,是当前急需解决的问题。
技术实现思路
1、本发明主要解决如何基于实际复杂场景,利用地面非合作检测器对无人机通信行为实现快速准确的检测的问题,本发明公开了一种无人机通信行为的检测方法和装置。
2、本技术实施例第一方面,公开了一种无人机通信行为的检测方法,包括:
3、s1,获取无人机到地面非合作检测器的传输信道信息和无人机通信行为先验概率信息;所述传输信道信息,包括无人机通信信号发射功率pu、无人机到检测器的距离dud、参考距离信道增益β0、视距路径损耗指数α0;所述无人机通信行为先验概率信息,包括无人机不发送通信信号的事件的先验概率pr(h0)和无人机发送通信信号的事件的先验概率pr(h1);
4、s2,对所述传输信道信息进行增益计算处理,得到信道增益值gud;
5、s3,利用地面非合作检测器,接收得到无人机通信信号;
6、s4,基于所述信道增益值、传输信道信息和无人机通信行为先验概率信息,对所述无人机通信信号进行检测处理,得到无人机通信行为信息;所述无人机通信行为信息,用于表征无人机是否有通信行为。
7、所述增益计算处理的表达式,包括:
8、
9、其中,gud表示信道增益值。
10、所述基于信道增益值、传输信道信息和无人机通信行为先验概率信息,对所述无人机通信信号进行检测处理,得到无人机通信行为信息,包括:
11、s41,对所述无人机通信信号进行检测量计算处理,得到检测值t;
12、s42,对所述信道增益值、传输信道信息和无人机通信行为先验概率信息进行阈值计算处理,得到第一检测阈值τ*;
13、s43,对无人机通信行为的条件概率进行概率转移计算处理,得到概率转移矩阵;
14、s44,基于概率转移矩阵,构建得到无人机通信行为检测模型;
15、s45,利用所述无人机通信行为检测模型,对所述无人机通信信号和检测值t进行检测处理,得到无人机通信行为信息。
16、所述检测量计算处理,其表达式为:
17、
18、其中,t表示检测值,所述无人机通信信号用观测向量yd表示,yd(i)为观测向量yd的第i个复合接收信号表达式,i为观测向量的观测量序号,pu为无人机的发射功率,nd(i)为观测向量yd中的加性高斯白噪声在第i个观测量处的值,所述加性高斯白噪声服从均值为零、方差为的正态分布;x(i)为观测向量yd的第i个通信信号值,满足n代表观测量的个数,h0表示无人机不发送通信信号的事件,h1表示无人机发送通信信号的事件。
19、所述阈值计算处理的表达式为:
20、
21、υ=pr(h0)/pr(h1),
22、其中,τ*为第一检测阈值,pr(h0)和pr(h1)分别为事件h0和事件h1的先验概率。
23、所述概率转移计算处理的表达式为:
24、
25、pr(s0)pr(s0)/θ=pr(s0/θ)pr(s0/θ),
26、pr(s1)pr(s0)/θ=pr(s0)pr(s1)/θ=pr(s0/θ)pr(s1/θ),
27、pr(s1)pr(s1)/θ=pr(s1/θ)pr(s1/θ),
28、
29、
30、pr(s1|h0)=1-pr(s0|h0),
31、pr(s0|h1)=1-pr(s1|h1),
32、
33、式中,tp|θ为概率转移矩阵,θ为事件集合,θ的取值范围表示为,θ={h0,h1},是在事件θ条件下从状态sa过渡到状态sb的概率,a,b={0,1},pr(s0)pr(s0)/θ表示事件θ条件下从状态s0过渡到状态s0的概率,依此类推得到所述矩阵中其他变量含义,状态s0表示检测到无人机具有通信行为,状态s1表示检测到无人机不具有通信行为,pr(s0/θ)表示事件θ条件下状态s0发生的概率,pr(s1/θ)表示事件θ条件下状态s1发生的概率,pr(s0/h0)表示事件h0条件下状态s0发生的概率,pr(s1/h0)表示事件h0条件下状态s1发生的概率,pr(s0/h1)表示事件h1条件下状态s0发生的概率,pr(s1/h1)表示事件h1条件下状态s1发生的概率,p0(t)表示检测值t在事件h0条件下的概率密度函数,p1(t)表示检测值t在事件h1条件下的概率密度函数,γ()表示γ函数。
34、所述无人机通信行为检测模型,包括:
35、对所述无人机通信信号中每个观测量对应的复合接收信号yd(i)的平方值,判断其是否大于第一检测阈值τ*,得到第一检测结果;若所述第一检测结果为大于,确定所述观测量对应的状态值为s1,若所述第一检测结果为不大于,确定所述观测量对应的状态值为s0;
36、对所有观测量的状态值进行合并,得到观测量状态序列;
37、统计得到观测量状态序列中的由s0转变为s0的发生次数值n00、由s0转变为s1的发生次数值n01、由s1转变为s0的发生次数值n10、由s1转变为s1的发生次数值n11;
38、基于各类发生次数值和概率转移矩阵,计算得到行为检测值d;
39、所述行为检测值d的计算表达式为:
40、
41、其中,表示事件θ为h1时,概率转移矩阵中p00项的取值,表示事件θ为h1时,概率转移矩阵中p01项的取值,表示事件θ为h1时,概率转移矩阵中p11项的取值,表示事件θ为h0时,概率转移矩阵中p00项的取值,表示事件θ为h0时,概率转移矩阵中p01项的取值,表示事件θ为h0时,概率转移矩阵中p11项的取值;
42、判断行为检测值d是否大于ln(υ),得到第二判断结果;当所述第二判断结果为大于时,确定所述无人机通信行为信息为无人机有通信行为;所述第二判断结果为不大于时,确定所述无人机通信行为信息为无人机没有通信行为。
43、本技术实施例第二方面,公开了一种无人机通信行为的检测装置,所述装置包括:
44、存储有可执行程序代码的存储器;
45、与所述存储器耦合的处理器;
46、所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码,执行所述的无人机通信行为的检测方法。
47、本技术实施例第三方面,公开了一种计算机可存储介质,所述计算机可存储介质存储有计算机指令,所述计算机指令被调用时,用于执行所述的无人机通信行为的检测方法。
48、本技术实施例第四方面,公开了一种信息数据处理终端,所述信息数据处理终端用于实现所述的无人机通信行为的检测方法。
49、本发明的有益效果为:
50、现有技术都是基于无人机信号稳定可控性的条件下进行的,没有考虑地面检测器受到阻塞,即不能接收到无限块长信号的情况。本发明考虑了如何通过有限块长度的地面检测器有效地检测无人机通信活动的存在,并且适用于硬件复杂性低的廉价射频传感器。
51、本发明提出的轻量级检测方案和经典方案相比,可以通过推导检测性能得到转移矩阵,不需要训练大数据集,可以直接基于有限的块长度进行处理,提升了检测精度和检测效率。
1.一种无人机通信行为的检测方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的无人机通信行为的检测方法,其特征在于,所述增益计算处理的表达式,包括:
3.如权利要求2所述的无人机通信行为的检测方法,其特征在于,所述基于信道增益值、传输信道信息和无人机通信行为先验概率信息,对所述无人机通信信号进行检测处理,得到无人机通信行为信息,包括:
4.如权利要求3所述的无人机通信行为的检测方法,其特征在于,所述检测量计算处理,其表达式为:
5.如权利要求4所述的无人机通信行为的检测方法,其特征在于,所述阈值计算处理的表达式为:
6.如权利要求5所述的无人机通信行为的检测方法,其特征在于,所述概率转移计算处理的表达式为:
7.如权利要求6所述的无人机通信行为的检测方法,其特征在于,所述无人机通信行为检测模型,包括:
8.一种无人机通信行为的检测装置,其特征在于,所述装置包括:
9.一种计算机可存储介质,其特征在于,所述计算机可存储介质存储有计算机指令,所述计算机指令被调用时,用于执行如权利要求1至7中任一项所述的无人机通信行为的检测方法。
10.一种信息数据处理终端,其特征在于,所述信息数据处理终端用于实现如权利要求1至7中任一项所述的无人机通信行为的检测方法。
