摘要：基于智能反射面辅助多输入、单输出的安全无线通信系统,提出一种最大化系统保密速率为目标联合主被动波束形成算法.考虑非理想信道状态信息下基站发射波束成形向量和无源智能反射面相移矩阵联合优化设计问题.为解决非凸分式规划问题,通过Charnes-Cooper变换引入两个辅助变量,将单项分式问题转化为差的形式,同时采用一种交替迭代优化联合半正定松弛方法,得到易于求解的凸问题.仿真实验结果表明,该算法相比传统算法,有效提升了系统的安全性,保密性能提升10%~30%,且在一定信道状态信息误差下保密速率下降不明显,具有较强的鲁棒性.

摘要：该文研究智能反射表面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)辅助的多用户下行系统中的物理层安全的优化问题。多个用户之间的信息需要相互保密,每个时隙,非信息传输的目标用户视为窃听者,因此这是一个多窃听者的安全传输系统。由于信道的时变性,基站拥有窃听信道的信道状态信息(Channel State Information,CSI)为与真实的CSI间存在误差的过时信息。在此条件下,以系统最坏情况下的保密速率最大化为目标,对基站发射信息信号和人工噪声波束成形矢量,以及IRS的相移矩阵进行联合优化。原始优化问题为非凸半正定规划问题,利用松弛变量、惩罚函数、Charnes-Cooper变换和交替迭代优化等方法将原问题转化为凸问题并求解。仿真结果显示,相较于基准方案,该文所提出的优化算法能有效提高系统的保密速率。

摘要：为了解决蜂窝上行链路通信安全受限于资源不足的问题,提出一种基于双层蜂窝协作的物理层安全通信方法,通过双层网络间的上下行配合,借助于人工噪声,在保证己方网络用户下行安全的同时,提升另一层网络用户的上行安全速率;以最大化系统安全速率为目标,设计用户期望信号与人工噪声的波束矢量;最后提出一种宏基站功率分配、信号预编码设计和小基站上行链路功率控制联合优化算法。仿真结果表明,文章方法所能获得的系统保密速率呈现出稳定增长,且性能优于迫零算法(ZF)方法,最高可达44%的提升。