【摘 要】
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可重构智能表面是近年来新兴起的一种辅助通信技术,由于其可以控制电磁波的能力受到了人们极大的关注。可重构智能表面可以对入射信号进行有效性的重构,增强合法用户的信号功率;也可以对入射信号进行破坏性重构,以避免信息泄露给窃听者;也可以创建出额外的反射链路进行辅助通信。非正交多址接入技术通过主动引入干扰信息,能够在相同的资源块中为多个用户提供服务,很好的提升了频谱效率,但由于需要在接收端进行连续干扰消除,
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可重构智能表面是近年来新兴起的一种辅助通信技术,由于其可以控制电磁波的能力受到了人们极大的关注。可重构智能表面可以对入射信号进行有效性的重构,增强合法用户的信号功率;也可以对入射信号进行破坏性重构,以避免信息泄露给窃听者;也可以创建出额外的反射链路进行辅助通信。非正交多址接入技术通过主动引入干扰信息,能够在相同的资源块中为多个用户提供服务,很好的提升了频谱效率,但由于需要在接收端进行连续干扰消除,因此加大了传输方案的复杂性。在可重构智能表面辅助的非正交多址接入网络中,可重构智能表面需要在保证成功的连续干扰消除解码和用户的信道加强或抑制之间实现权衡,这有可能导致合法通信信道弱于窃听信道,使合法信息容易被窃听。由于国内外对可重构智能表面辅助的上行非正交多址接入安全通信的研究还不够充分,本文对其进行深入研究,研究内容主要包括以下几个方面:(1)考虑单个可重构智能表面辅助的多用户通信系统的信息传输安全,研究通过优化用户的反射功率和可重构智能表面反射元素的相移,使系统的总保密率最大化,同时满足用户发射功率约束、用户的服务质量约束和每个反射元素的模一约束。虽然涉及的优化问题是非凸的,优化的变量之间高度耦合,难以求解。本文提出了一种基于交替优化和半定松弛算法,求得问题的次优解。最后通过计算机仿真结果验证,与其他的基准方案相比较,所提出的算法显著提高了系统的总保密率。(2)考虑多个可重构智能表面协同辅助的多用户安全通信系统。为了保证多个用户的通信服务质量,研究系统的总保密率最大化问题。该问题可以使用交替优化方法将优化的变量解耦为三个子问题来解决。本文通过运用半定松弛和逐次凸逼近的方法,将每个优化的子问题进一步转化为凸问题。最后,经过计算机仿真结果验证,本文使用的基于交替优化和逐次逼近的算法比其他基准方案能够更好的提高系统的总保密率。并且证明了多个可重构智能表面协同辅助安全通信系统比单个可重构智能表面辅助安全通信系统更能保障系统安全通信。
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