为了提高无线通信系统的安全性,基于功率分割型无线携能通信(Power Splitting⁃Simultane⁃ous Wireless Information and Power Transfer,PS⁃SWIPT)模型,提出了一种有源可重构智能表面(Ac⁃tive Reconfigurable Intelligent Surface,ARIS...为了提高无线通信系统的安全性,基于功率分割型无线携能通信(Power Splitting⁃Simultane⁃ous Wireless Information and Power Transfer,PS⁃SWIPT)模型,提出了一种有源可重构智能表面(Ac⁃tive Reconfigurable Intelligent Surface,ARIS)辅助PS⁃SWIPT系统(ARIS⁃PS⁃SWIPT)的安全传输方案。综合考虑ARIS⁃PS⁃SWIPT系统的能量效率和安全性,构造了安全能效最大化问题,通过联合优化基站的波束成形向量、ARIS的反射系数矩阵,以及合法用户的功率分割比值,提升ARIS⁃PS⁃SWIPT系统的安全能效。由于所构建的优化问题为非凸问题,利用交替优化(Alternating Optimiza⁃tion,AO)算法将原问题分解为3个子问题,并进一步通过半正定松弛(Semi⁃Definite Relaxation,SDR)和Dinkelbach方法获得子问题的优化解。仿真结果表明,ARIS⁃PS⁃SWIPT方案在安全能效方面优于PRIS辅助PS⁃SWIPT(PRIS⁃PS⁃SWIPT)方案和放大转发辅助PS⁃SWIPT(AF⁃PS⁃SWIPT)方案,且所提算法相较于遗传算法(Genetic Algorithm,GA),对求解该类问题具备更高的适应性,并且获得了更高的安全能效。展开更多
提出同时将透射和反射可重构智能表面(Simultaneously transmitting and reflecting reconfigurable intelligent surfaces,STAR-RIS)与通信感知一体化(Integrated sensing and communication,ISAC)系统结合,以实现全空间的通信与感知...提出同时将透射和反射可重构智能表面(Simultaneously transmitting and reflecting reconfigurable intelligent surfaces,STAR-RIS)与通信感知一体化(Integrated sensing and communication,ISAC)系统结合,以实现全空间的通信与感知。同时在STAR-RIS上应用一种低成本的传感器实现了在STAR-RIS上进行目标感知,解决了雷达感知的严重路径损耗问题。基于此,本文研究了STAR-RIS辅助位于STAR-RIS两侧的多用户多输入单输出(Multi-usermulti-input single-output,MU-MISO)以及一个位于STAR-RIS透射侧的目标的ISAC系统,旨在联合优化STAR-RIS的被动波束成形矩阵和ISAC基站处的主动波束成形矩阵,以最大化用户的通信和速率,同时满足目标感知的最低信噪比要求。为了解决优化过程中的非凸问题,提出了一种基于分式规划的块坐标上升算法,将优化变量分为几个块变量交替优化。在迭代优化后续波束成形问题上,应用了连续凸逼近和半正定松弛算法。与传统的可重构智能表面相比,仿真结果验证了在ISAC系统中部署STAR-RIS的优点。同时将所提的基于分式规划的算法与基于加权最小均方误差的算法进行了对比并验证了所提算法在提高通信和速率上的优势和有效性。展开更多
文摘为了提高无线通信系统的安全性,基于功率分割型无线携能通信(Power Splitting⁃Simultane⁃ous Wireless Information and Power Transfer,PS⁃SWIPT)模型,提出了一种有源可重构智能表面(Ac⁃tive Reconfigurable Intelligent Surface,ARIS)辅助PS⁃SWIPT系统(ARIS⁃PS⁃SWIPT)的安全传输方案。综合考虑ARIS⁃PS⁃SWIPT系统的能量效率和安全性,构造了安全能效最大化问题,通过联合优化基站的波束成形向量、ARIS的反射系数矩阵,以及合法用户的功率分割比值,提升ARIS⁃PS⁃SWIPT系统的安全能效。由于所构建的优化问题为非凸问题,利用交替优化(Alternating Optimiza⁃tion,AO)算法将原问题分解为3个子问题,并进一步通过半正定松弛(Semi⁃Definite Relaxation,SDR)和Dinkelbach方法获得子问题的优化解。仿真结果表明,ARIS⁃PS⁃SWIPT方案在安全能效方面优于PRIS辅助PS⁃SWIPT(PRIS⁃PS⁃SWIPT)方案和放大转发辅助PS⁃SWIPT(AF⁃PS⁃SWIPT)方案,且所提算法相较于遗传算法(Genetic Algorithm,GA),对求解该类问题具备更高的适应性,并且获得了更高的安全能效。
