[發(fā)明專利]智能可重構(gòu)表面輔助的安全空間調(diào)制發(fā)射功率設計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111165326.6
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113890806A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發(fā)明（設計）人: 束鋒;董榕恩;黃夢醒;馮思玲;毋媛媛;蔣昕怡;王雪輝;孫鐘文;占習超;張鵬;揭琦娟;丁耀暉
• 申請（專利權(quán)）人: 海南大學
• 主分類號: H04L27/12
• 分類號: H04L27/12;H04L27/36;H04B7/0413
• 代理公司: 海南漢普知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 46003
• 代理人: 麥海玲

1.一種智能可重構(gòu)表面輔助的安全空間調(diào)制發(fā)射功率設計方法，其特征在于，所述方法應用于IRS系統(tǒng)輔助的空間調(diào)制系統(tǒng)，所述IRS系統(tǒng)的N個單元元件平均分為G組，每組由個相鄰元素組成，同一組中每個單元的反射系數(shù)不同，對于每個符號持續(xù)時間，G組中的任一個被隨機打開以反射入射信號，剩余的(G-1)組則被關(guān)閉以實現(xiàn)SM傳輸，傳輸?shù)男畔⒈环譃閮刹糠郑旱谝徊糠钟洖閖∈{1,2,…,M}，調(diào)制為M進制正交幅度調(diào)制(QAM)或相移鍵控(PSK)符號，第二部分記為i∈{1,2,…,G}，用于激活I(lǐng)RS子集S，所述方法包括以下步驟：

計算合法接收機和竊聽接收機的接收信號；

計算平均SR值以描述安全性能；

計算傳統(tǒng)近似安全速率(TASR)和新的近似安全速率(NASR)；

以最大化發(fā)射方的SR為目標，基于NASR或TASR計算發(fā)射功率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能可重構(gòu)表面輔助的安全空間調(diào)制發(fā)射功率設計方法，其特征在于，所述計算合法接收機和竊聽接收機的接收信號，具體包括：

IRS輔助的SM系統(tǒng)數(shù)據(jù)速率的表達式為：

R＝log₂(M)+log₂(G)

IRS的反射系數(shù)向量記為其中β_n∈(0,2π]和φ_n∈(0,2π]分別表示第n個反射元件的幅度和相移，ON-state組的反射幅度設置為最大值，即β_n＝1，同時，令和分別表示發(fā)射機到IRS系統(tǒng)的信道，IRS系統(tǒng)到合法接收機的信道，IRS系統(tǒng)到竊聽接收機的信道，其中和分別表示從發(fā)射機到G組中的第g組和從第g組到合法接收機和竊聽接收機的基帶單元信道，不失一般性，假設h_t，H_B和H_E都屬于瑞利平坦衰落信道，且它們的每個元素都服從獨立同分布高斯分布

由于嚴重的路徑損耗和衰減，對IRS反射兩次及以上的信號功率忽略不計，合法接收機的接收信號y_b、竊聽接收機的接收信號y_e分別表示為：

y_b＝P_tH_Bdiag(θ)diag(s_i)h_tb_j+n_B，

y_e＝P_tH_Ediag(θ)diag(s_i)h_tb_j+n_E，

其中b_j是從的M進制星座中選擇的數(shù)學符號，滿足P_t＝β²P_s代表發(fā)射功率，且P_t≤N_t，0≤β≤1是發(fā)射功率因子，P_t＝N_t是發(fā)射方的總發(fā)射功率，和分別表示合法接收機和竊聽接收機處的復加性高斯白噪聲，

將diag{θ}diag{s_i}h_t用diag{h_t}Φs_i替換，則合法接收機和竊聽接收機的接收信號可以分別被重新寫為：

y_b＝β²P_sH'_BΦs_ib_j+n_B，

y_e＝β²P_sH'_EΦs_ib_j+n_E，

其中H'_B＝H_Bdiag{h_t}，H'_E＝H_Ediag{h_t}。