UAV辅助的非理想STAR-RIS认知NOMA物理层安全性能分析

1

作者 李美玲 任康 +2 位作者 薛凯轩 李世兴 李震 《电讯技术》 北大核心 2025年第6期874-881,共8页

无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)在现代战争中的应用优势受到了越来越多的关注,为其配置可同时投射和反射的可重构智能表面(Simultaneous Transmitting and Reflecting-Reconfigurable Intelligent Surface,STAR-RIS)可以在无线网... 无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)在现代战争中的应用优势受到了越来越多的关注,为其配置可同时投射和反射的可重构智能表面(Simultaneous Transmitting and Reflecting-Reconfigurable Intelligent Surface,STAR-RIS)可以在无线网络中以低成本实现高频谱和能源效率。考虑UAV辅助的STAR-RIS认知无线电非正交多址(Cognitive Radio Non-orthogonal Multiple Access,CR-NOMA)架构,针对实际通信场景中非理想传输因素同相位和正交相位不平衡(In-phase and Quadrature-phase Imbalance,IQI)存在时,研究人工噪声(Artificial Noise,AN)对系统物理层安全性能的影响,推导了认知用户的中断概率和截获概率的近似表达式,同时对比了人工噪声方案与非人工噪声方案下用户的截获性能。仿真结果表明,较低的IQI水平时远用户比近用户在15 dB时中断概率低约0.15,较高的IQI水平时近用户比远用户在25 dB时中断概率低约0.9,而加入人工噪声能够降低用户约0.3的截获概率,从而提高系统安全性能。 展开更多

关键词 认知无线电非正交多址(CR-NOMA) 同时投射和反射的可重构智能表面(star-ris) 无人机 物理层安全 人工噪声

在线阅读 下载PDF 职称材料

STAR-RIS辅助的NOMA系统物理层安全性能优化 被引量：2

2

作者 李美玲 王玉旻 +1 位作者 王思敬 张海君 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期214-225,共12页

针对实际通信场景中非理想信道状态信息以及非理想串行干扰删除等非理想因素的强耦合特性使可同时反射和透射的可重构智能超表面(STAR-RIS)辅助的非正交多址接入(NOMA)传输系统安全性能无法准确衡量的问题,提出了基于惩罚对偶分解(PDD)... 针对实际通信场景中非理想信道状态信息以及非理想串行干扰删除等非理想因素的强耦合特性使可同时反射和透射的可重构智能超表面(STAR-RIS)辅助的非正交多址接入(NOMA)传输系统安全性能无法准确衡量的问题,提出了基于惩罚对偶分解(PDD)和块坐标下降(BCD)的融合算法,联合优化基站的波束成形矢量和STAR-RIS相移系数,实现系统最低安全传输速率的最大化。结果表明,所提融合算法相比BCD算法可以明显增加最低安全传输速率,性能至少提升10%。 展开更多

关键词 可同时反射和透射的可重构智能超表面 非正交多址接入 物理层安全 块坐标下降 惩罚对偶分解

在线阅读 下载PDF 职称材料

STAR-RIS辅助的CR-SWIPT系统安全波束成形算法

3

作者 李国权 胡航 +2 位作者 王玥涛 谢宗霖 林金朝 《电子学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期4002-4008,共7页

为解决认知无线电(Cognitive Radio,CR)系统动态开放性带来的信息传输安全问题,本文提出了一种同时透射和反射的可重构智能表面(Simultaneously Transmitting And Reflecting Reconfigurable Intelligent Surface,STARRIS)辅助CR系统安... 为解决认知无线电(Cognitive Radio,CR)系统动态开放性带来的信息传输安全问题,本文提出了一种同时透射和反射的可重构智能表面(Simultaneously Transmitting And Reflecting Reconfigurable Intelligent Surface,STARRIS)辅助CR系统安全波束成形算法.在考虑认知基站(Cognitive Base Station,CBS)发射功率、次用户(Secondary User,SU)能量收集等约束下,联合优化SU功率分配(Power Splitting,PS)系数等耦合变量,以最大化SU最差保密率.通过连续凸逼近(Successive Convex Approximation,SCA)算法将其转化为凸问题,利用半定松弛(Semi-Definite Relaxation,SDR)等算法求解耦合变量.仿真结果表明,所提出的联合优化算法相较于其他方案具有更高的SU保密率,且引入人工噪声(Artificial Noise,AN)可以进一步提升系统的安全性. 展开更多

关键词 同时透射和反射的可重构智能表面 认知无线电 无线携能通信 物理层安全 保密率

在线阅读 下载PDF 职称材料

STAR-RIS辅助通信感知一体化系统联合波束成形设计 被引量：4

4

作者 朱小双 傅友华 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2024年第1期140-153,共14页

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

关键词 通信感知一体化 同时透射和反射可重构智能表面 波束成形 分式规划 块坐标上升

在线阅读 下载PDF 职称材料

STAR-RIS辅助多载波通信感知一体化系统的资源优化 被引量：1

5

作者 寇弘恺 傅友华 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1431-1439,共9页

针对频谱资源短缺和传统的智能反射面无法实现全空间覆盖的问题,研究了同时透射和反射的可重构智能表面(simultaneously transmitting and reflecting reconfigurable intelligent surface, STAR-RIS)辅助通信感知一体化系统。通过分配... 针对频谱资源短缺和传统的智能反射面无法实现全空间覆盖的问题,研究了同时透射和反射的可重构智能表面(simultaneously transmitting and reflecting reconfigurable intelligent surface, STAR-RIS)辅助通信感知一体化系统。通过分配功率和子载波资源并优化STAR-RIS系数矩阵,使得在保证感知功能的前提下,最大化通信和速率。设计了一种交替优化算法,将多变量之间相互耦合的非凸问题解耦转化为3个凸的子问题。首先,松弛子载波选择变量后使用惩罚函数和逐次凸逼近算法;然后,直接求解功率分配变量的凸子问题;最后,使用半正定规划并把秩一约束改写为核范数与谱范数之差,将其作为惩罚函数,使用逐次凸逼近以优化STAR-RIS系数矩阵。仿真结果表明,与传统RIS相比,所提方案的性能取得了显著提升。 展开更多

关键词 同时透射和反射的可重构智能表面 通信感知一体化 资源分配 通信和速率

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于压缩感知的STAR-RIS辅助毫米波系统信道估计

6

作者 姚高繁 何雪云 宋荣方 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期510-517,共8页

一种可同时透射和反射的可重构智能表面(simultaneously transmitting and reflecting reconfigurable intelligent surface,STAR-RIS)可以同时辅助位于其两侧用户的无线通信。针对STAR-RIS辅助下的双用户毫米波通信系统的上行链路信道... 一种可同时透射和反射的可重构智能表面(simultaneously transmitting and reflecting reconfigurable intelligent surface,STAR-RIS)可以同时辅助位于其两侧用户的无线通信。针对STAR-RIS辅助下的双用户毫米波通信系统的上行链路信道估计问题进行了研究,并对两用户在角度域的联合稀疏特性进行了探究。基于级联信道的联合稀疏特性和压缩感知理论,将级联信道估计问题转化为稀疏信号恢复问题,并提出了一种位置判决正交匹配追踪(position-judgment orthogonal matching pursuit,PJ-OMP)算法以减少导频开销。仿真结果显示,与传统的正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit,OMP)算法相比,所提出的算法能够减少信道估计的导频开销,即使在某一侧用户所分配的能量较少时也能够准确地估计信道。 展开更多

关键词 可同时透射和反射的可重构智能表面(star-ris) 信道估计 压缩感知 正交匹配追踪(OMP) 毫米波

在线阅读 下载PDF 职称材料

双STAR-RIS辅助下行NOMA系统中最大化和速率的方法 被引量：1

7

作者 田心记 孟浩然 +1 位作者 李兴旺 张辉 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3537-3543,共7页

对于两个同时透射和反射的智能可重构表面(STAR-RIS)辅助的下行非正交多址接入(NOMA)系统,该文提出一种最大化和速率的方法。首先构建最大化和速率的优化问题,优化参数为STAR-RIS相移、功率分配和时间分配;然后用半正定规划法(SDP)优化... 对于两个同时透射和反射的智能可重构表面(STAR-RIS)辅助的下行非正交多址接入(NOMA)系统,该文提出一种最大化和速率的方法。首先构建最大化和速率的优化问题,优化参数为STAR-RIS相移、功率分配和时间分配;然后用半正定规划法(SDP)优化双STAR-RIS相移;最后,用迭代的方法交替优化功率分配和时间分配,在每次迭代过程中分别用拉格朗日对偶分解法优化功率分配和函数极值法优化时间分配。仿真结果显示,双STAR-RIS辅助的NOMA系统的和速率高于单STAR-RIS辅助的NOMA系统。 展开更多

关键词 非正交多址接入 同时透射和反射的智能可重构表面 和速率 功率 相移

在线阅读 下载PDF 职称材料

STAR-RIS辅助ISAC系统波束赋形优化方法

8

作者 朱小双 傅友华 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2024年第9期2244-2252,共9页

本文提出了将通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication,ISAC)系统与同时透射和反射可重构智能表面(Simultaneously Transmitting and Reflecting Reconfigurable Intelligent Surfaces,STAR-RIS)相结合的系统模型,解决了... 本文提出了将通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication,ISAC)系统与同时透射和反射可重构智能表面(Simultaneously Transmitting and Reflecting Reconfigurable Intelligent Surfaces,STAR-RIS)相结合的系统模型,解决了传统可重构智能表面RIS不能实现全空间通信与感知的问题;同时考虑在STAR-RIS上安装低成本的专用传感器以实现ISAC系统在STAR-RIS上执行目标感知的一种新颖有源架构,解决了雷达感知的严重路径损耗问题.本文旨在联合优化ISAC基站处的波束赋形和STAR-RIS的无源波束赋形,以最大化通信用户的加权和速率(Weighted Sum Rate,WSR),同时保证感知性能的最低信噪比(signal-to-noise ratio,SNR).为了解决该复杂非凸优化问题,交替优化基站波束赋形及STAR-RIS无源波束赋形.针对所提的满足雷达感知SNR最低要求下最大化WSR问题,基站处波束赋形的优化子问题等价为加权最小均方误差(Weighted Minimum Mean Square Error,WMMSE)问题,STAR-RIS处无源波束赋形优化子问题等价为分式规划(Fractional Programming,FP)问题.进一步,分别将优化的非凸子问题转化为二次约束二次规划(Quadratic Constraint Quadratic Programming,QCQP),并使用半正定松弛(Semidefinite Relaxation,SDR)技术将它们分别转化为凸的半正定规划(Semidefinite Programming,SDP)子问题进行迭代求解.仿真结果验证了所采用新型STAR-RIS辅助ISAC方案的优点和所提算法在提高WSR性能上的有效性. 展开更多

关键词 通信感知一体化 同时透射和反射可重构智能表面 波束赋形 加权最小均方误差 分式规划

在线阅读 下载PDF 职称材料

具有可移动阵元的同时透射和反射可重构智能超表面辅助隐蔽通感一体系统:联合主动和柔性被动波束成形优化 被引量：1

9

作者 周涛 许魁 +3 位作者 夏晓晨 胡国杰 李春国 谢威 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第4期991-1003,共13页

由于通信与目标感知波形的耦合共用,通感一体(ISAC)系统更容易面临信息泄露的风险。该文从隐蔽通信角度,研究了具有可移动阵元的同时透射和反射智能超表面(ME-STAR-RIS)辅助的ISAC系统。首先引入了ME-STAR-RIS,其阵元可在一定范围内移动... 由于通信与目标感知波形的耦合共用,通感一体(ISAC)系统更容易面临信息泄露的风险。该文从隐蔽通信角度,研究了具有可移动阵元的同时透射和反射智能超表面(ME-STAR-RIS)辅助的ISAC系统。首先引入了ME-STAR-RIS,其阵元可在一定范围内移动,以获取更有利的信道条件。根据离散阵元部署位置模型,构建了ME-STAR-RIS辅助ISAC系统的波束优化模型,旨在联合设计ISAC基站(BS)处的主动波束成形以及ME-STAR-RIS处的柔性被动波束成形(包括阵元位置、相移和振幅系数),在隐蔽通信质量约束下,最大化感知目标的探测波束增益。进而提出一种双层迭代优化算法有效求解主动和柔性被动波束成形。仿真结果验证了所提算法的有效性,并表明阵元移动能够有利于提升ISAC系统性能。 展开更多

关键词 通信感知一体化 隐蔽通信 同时透射和反射智能超表面 可移动阵元

在线阅读 下载PDF 职称材料

同时透射反射可重构智能表面赋能移动边缘计算任务卸载研究

10

作者 李斌 杨冬东 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第2期418-426,共9页

为弥补可重构智能表面(RIS)半空间覆盖和“乘性衰落”等不足,该文提出一种有源同时透射和反射可重构智能表面(aSTAR-RIS)技术用于提升移动边缘计算(MEC)卸载性能增益。首先,考虑MEC服务器计算资源、aSTAR-RIS能耗以及相移耦合约束,联合... 为弥补可重构智能表面(RIS)半空间覆盖和“乘性衰落”等不足,该文提出一种有源同时透射和反射可重构智能表面(aSTAR-RIS)技术用于提升移动边缘计算(MEC)卸载性能增益。首先,考虑MEC服务器计算资源、aSTAR-RIS能耗以及相移耦合约束,联合设计任务卸载比例、计算资源配置、多用户检测矩阵(MUD)、aSTAR-RIS相移以及用户上传功率,建立一个多变量耦合的加权总时延最小化问题。然后,借助块坐标下降法(BCD)将原问题分解为两个子问题,使用拉格朗日乘子法和罚项对偶分解法(PDD)交替优化子问题。仿真结果表明,相较于无源STAR-RIS方案,所提aSTAR-RIS辅助MEC方案加权总时延降低了12.66%。 展开更多

关键词 有源同时透射和反射可重构智能表面 移动边缘计算 计算卸载 资源分配

在线阅读 下载PDF 职称材料

多通道STAR-IRS辅助的NOMA系统用户分组方案研究 被引量：2

11

作者 王培宇 王鸿 马昊淳 《南京邮电大学学报（自然科学版）》 北大核心 2022年第5期47-53,共7页

同时透射和反射的智能反射面(Simultaneously Transmitting and Reflecting Intelligent Reflecting Surface,STAR-IRS)被视为第六代移动通信的革新性技术。文中研究了STAR-IRS辅助的上行非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access... 同时透射和反射的智能反射面(Simultaneously Transmitting and Reflecting Intelligent Reflecting Surface,STAR-IRS)被视为第六代移动通信的革新性技术。文中研究了STAR-IRS辅助的上行非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)系统中用户与子信道配对问题,通过对用户合理分组与相移矩阵优化使得系统和速率最大。首先,根据系统和速率表达式,提出了一种低复杂度的用户分组方案,通过最大化级联信道增益,解决用户初始分组和解码顺序问题;其次,在满足每个用户传输速率的约束下,为了进一步提升系统和速率,交替优化相移矩阵和分组方案。仿真结果表明,与其他基准方案相比,文中提出的用户与子信道配对方案可以有效提高系统的和速率性能。 展开更多

关键词 智能反射面 非正交多址 资源分配 同时透射和反射

在线阅读 下载PDF 职称材料