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智能反射表面辅助的MISO通信系统的物理层安全设计方案 被引量：6
1
作者 景小荣 宋振远 +2 位作者 高维 雷维嘉 陈前斌 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期117-126,共10页
智能反射表面(IRS)可通过调整反射单元的相位来提升无线通信物理层安全。针对IRS辅助的多输入单输出(MISO)通信系统,提出一种基于交替迭代的物理层安全设计方案。首先基于安全速率最大化原则,构建一个含有非凸约束的非凸目标函数;然后... 智能反射表面(IRS)可通过调整反射单元的相位来提升无线通信物理层安全。针对IRS辅助的多输入单输出(MISO)通信系统,提出一种基于交替迭代的物理层安全设计方案。首先基于安全速率最大化原则,构建一个含有非凸约束的非凸目标函数;然后采用丁克尔巴赫算法和黎曼流形优化算法将非凸问题转化为一系列易于求解的子问题;最后采用交替迭代法实现发送波束成形和IRS相移矩阵的优化设计。仿真结果表明,与现有方案相比,所提方案在计算复杂度与系统安全速率之间取得了更好的折中。 展开更多
关键词 智能反射表面 物理层安全 丁克尔巴赫算法 黎曼流形优化 安全速率
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基于用户协作干扰的IRS辅助安全传输方案 被引量：1
2
作者 吴皓威 刘燕 +1 位作者 王柳彬 欧静兰 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期38-46,共9页
针对协作通信网络无线信道高度开放的信息安全问题,提出一种基于智能反射面(IRS)辅助通信与用户协作干扰的下行链路物理层安全传输方案,并给出了一种基于交替迭代的保密容量最大化算法.该方案中智能反射面通过调整反射相位辅助合法用户... 针对协作通信网络无线信道高度开放的信息安全问题,提出一种基于智能反射面(IRS)辅助通信与用户协作干扰的下行链路物理层安全传输方案,并给出了一种基于交替迭代的保密容量最大化算法.该方案中智能反射面通过调整反射相位辅助合法用户进行通信,并且全双工用户在接收有用信号的同时发射人工噪声,从而增强系统信息安全传输.为了求解系统保密容量的非凸优化问题,利用交替迭代算法将其分解为3个子问题,分别对基站波束成形矢量、系统功率分配系数及IRS相移矩阵进行优化.在求解的过程中推导了波束成形矢量和功率分配系数的闭式解,并分别利用连续凸近似和黎曼流形优化两种算法得到了IRS的最佳相移矩阵.分析与仿真结果表明:所提出的方案能够快速收敛,且基于黎曼流形的优化算法具有更低的复杂度.与随机相位或固定功率系数的方案相比,该方案能够显著提高系统安全性能. 展开更多
关键词 智能反射面 物理层安全 人工噪声 连续凸近似 黎曼流形优化
原文传递
智能反射表面辅助的全双工通信系统的物理层安全设计
3
作者 齐本胜 饶星楠 +1 位作者 邓志祥 苗红霞 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期1990-1998,共9页
带内全双工技术可以缓解无线通信系统中频谱资源紧张的问题。为有效保障全双工通信系统的信息安全,针对全双工接入点(FD-AP)与上行用户、下行用户同时同频通信的系统模型,该文提出一种智能反射表面(IRS)辅助的物理层安全方案。考虑以最... 带内全双工技术可以缓解无线通信系统中频谱资源紧张的问题。为有效保障全双工通信系统的信息安全,针对全双工接入点(FD-AP)与上行用户、下行用户同时同频通信的系统模型,该文提出一种智能反射表面(IRS)辅助的物理层安全方案。考虑以最大化下行用户的安全速率为目标,在满足AP发射功率、AP信干噪比(SINR)以及IRS反射相移单位模的约束下,构建一个AP发射波束赋型和IRS反射相移联合优化问题。针对该变量耦合的非凸优化问题,该文采用交替优化(AO)算法迭代优化AP发射波束赋型和IRS反射相移,并提出一种基于精确罚函数法的黎曼流形优化算法,将反射相移优化子问题转换成黎曼流形上的无约束最小化问题进行求解。仿真结果表明,所提方案可以明显提升全双工通信系统的安全性能;并且相较于当前常用的半正定松弛(SDR)算法,所提算法有更低的计算复杂度。 展开更多
关键词 智能反射表面 全双工通信 物理层安全 黎曼流形优化 精确罚函数法
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IRS多分区辅助太赫兹多子阵列波束成形设计
4
作者 张祖凡 唐睿 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期78-88,共11页
在智能反射表面(IRS)辅助太赫兹(THz)通信系统中,为突破信道稀疏性对系统空间多路复用增益的限制,提出收发端采用宽间隔多子阵列混合波束成形架构,设计IRS多分区辅助THz多子阵列的传输方案。首先,基于频谱效率最大化原则,构建一个含有... 在智能反射表面(IRS)辅助太赫兹(THz)通信系统中,为突破信道稀疏性对系统空间多路复用增益的限制,提出收发端采用宽间隔多子阵列混合波束成形架构,设计IRS多分区辅助THz多子阵列的传输方案。首先,基于频谱效率最大化原则,构建一个含有多变量耦合和非凸约束的非凸目标函数;然后,将优化问题解耦成2个易于求解的子问题,即IRS反射系数矩阵设计问题和收发端混合波束成形矩阵设计问题;最后,采用黎曼流形优化算法计算IRS反射系数矩阵,并通过数理推导得到混合波束成形矩阵的闭式解。仿真结果表明,与基准方案相比,所提方案可以获得更好的频谱效率。 展开更多
关键词 智能反射表面 两级空间多路复用 混合波束成形 黎曼流形优化
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基于IRS辅助多用户通信系统的信道容量优化 被引量：3
5
作者 王丹 刘金枝 +1 位作者 梅志强 梁家敏 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第12期3871-3879,共9页
智能反射表面(intelligent reflecting surface,IRS)通过对无线传播环境的智能配置进而获得极好的信道容量增益。在IRS辅助多用户下行链路通信中,本文通过共同优化基站处受功率限制的预编码器和IRS处受单位模量约束的相移器来最大化信... 智能反射表面(intelligent reflecting surface,IRS)通过对无线传播环境的智能配置进而获得极好的信道容量增益。在IRS辅助多用户下行链路通信中,本文通过共同优化基站处受功率限制的预编码器和IRS处受单位模量约束的相移器来最大化信道容量。针对由此产生的非确定性多项式难问题,首先将其转换成等效问题,再利用交替优化算法来求解预编码矩阵和相移向量。当固定相移向量时,优化问题可转换为二阶锥规划问题后直接使用标准优化包获得最优预编码矩阵。当固定预编码矩阵时,单位模量约束是解决问题的难点,本文将其嵌入搜索空间之后提出黎曼信赖域(Riemannian trust-region,RTR)算法来求解。仿真结果表明,与现有方法相比,RTR算法不仅具有性能的提升,还有更快的收敛速度。 展开更多
关键词 智能反射面 多用户 信道容量 单位模量约束 黎曼流形优化
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