文档名：IRS和人工噪声辅助的MIMOSWIPT系统安全传输方案设计
摘要：针对多天线无线携能通信系统中能量收集节点作为潜在窃听者的信息安全问题,提出了一种智能反射面(IntelligentReflectingSurface,IRS)和人工噪声辅助的物理层安全传输方案.首先考虑发射功率、能量收集门限以及IRS单位模约束,以最大化系统安全速率为优化目标,在合法用户直射链路不可用的情况下,联合设计发射端波束赋形矩阵、人工噪声协方差矩阵以及IRS相移矩阵,建模一非线性多变量耦合的非凸优化问题;接着利用均方误差准则等价转换非凸目标函数,并利用连续凸逼近方法(SuccessiveConvexApproximation,SCA)处理非凸的能量收集约束;最后基于交替优化框架,分别用拉格朗日对偶方法和基于价格机制的优化最小化(Majorization-Minimization,MM)算法求解发射端变量和IRS端变量.仿真结果表明,与现有方案相比,所提算法能够在保障能量收集需求的同时大幅度提升系统的安全性能.
Abstract：Fortheinformationsecurityproblemofenergyreveiveraspotentialeavesdropperinmulti-antennasimultaneouswirelessinformationandpowertransfer(SWIPT)system,aphysicallayersecuritytransmissionschemeassistedbyintelligentreflectingsurface(IRS)andartificialnoiseisproposed.Firstly,consideringthetransmitpower,energyharvestingthresholdandunitmoduleconstraintsofIRS,anonlinearandmultivariablecouplingnonconvexproblemisestablished.Thebeamformingmatrix,artificialnoisecovariancematrixandphaseshiftmatrixatIRSarejointlyoptimizedtomaximizethesystemsecrecyrate.ThenthenonconvexobjectivefunctionistransformedequivalentlybasedonmeansquareerrorcriterionandthenonconvexenergyharvestingconstraintsaretreatedbySuccessiveConvexApproximation(SCA)method.Finally,thetransmittervariablesandIRSvariablesareobtainedbyLagrangiandualmethodandtheMajorization-Minimization(MM)algorithmbasedonpricemechanismrespectively.Simulationresultsshowthattheproposedalgorithmcansignificantlyincreasethesecrecyperformanceandguaranteetheenergyharvestingrequirementascomparedwithexistingschemes.
作者：晏万才 李方伟 王明月 Author：YANWancai LIFangwei WANGMingyue
作者单位：重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆400065公共大数据安全技术重庆市重点实验室,重庆401420重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆400065;公共大数据安全技术重庆市重点实验室,重庆401420
刊名：电讯技术 ISTICPKU
Journal：TelecommunicationEngineering
年，卷(期)：2023, 63(12)
分类号：TN929.5
关键词：无线携能通信(SWIPT)系统 多输入多输出(MIMO) 物理层安全 智能反射面(IRS) 人工噪声
Keywords：simultaneouswirelessinformationandpowertransfer(SWIPT)system multiple-inputmultiple-outpu(MIMO) physicallayersecurity intelligentreflectingsurface(IRS) artificialnoise
机标分类号：
在线出版日期：2024年1月3日
基金项目：IRS和人工噪声辅助的MIMO-SWIPT系统安全传输方案设计[
期刊论文] 电讯技术--2023, 63(12)晏万才 李方伟 王明月针对多天线无线携能通信系统中能量收集节点作为潜在窃听者的信息安全问题,提出了一种智能反射面(IntelligentReflectingSurface,IRS)和人工噪声辅助的物理层安全传输方案.首先考虑发射功率、能量收集门限以及IRS单位模...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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