[發明專利]一種IRS輔助的NOMA無人機網絡的安全速率最大化方法

在審

• 申請號: 202210507230.1
• 申請日: 2022-05-10
• 公開（公告）號: CN115002802A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 王正強;青思雨;萬曉榆;樊自甫;多濱
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W4/02;H04W4/40
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

1.一種IRS輔助的NOMA無人機網絡的安全速率最大化方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)、建立一個智能反射面輔助的NOMA無人機網絡的安全速率最大化模型；

步驟2)、初始化無人機位置、NOMA解碼順序、IRS反射矩陣、無人機發射功率和安全速率判決門限；

步驟3)、利用給定的IRS反射矩陣和無人機發射功率，求解出無人機位置和NOMA解碼順序，并將其更新；

步驟4)、利用給定的無人機發射功率、無人機位置和NOMA解碼順序，求解出IRS反射矩陣，并將其更新；

步驟5)、利用給定的無人機位置、NOMA解碼順序和IRS反射矩陣，求解出無人機發射功率，并將其更新；

步驟6)、安全速率更新收斂的判斷，計算更新的安全速率值，如果更新的安全速率與上一次的安全速率之差的絕對值不大于安全速率判決門限，則判斷安全速率收斂，給出最大的安全速率值，方法結束；如果更新的安全速率與上一次的安全速率之差的絕對值大于安全速率判決門限，則將新計算出的安全速率值保存為此時的安全速率值，并轉到步驟2)中更新系統參數，直到安全速率滿足收斂條件，給出最大的安全速率。

2.根據權利要求1所述的一種IRS輔助的NOMA無人機網絡的安全速率最大化方法，其特征在于，所述步驟1)建立一個智能反射面輔助的NOMA無人機網絡的安全速率最大化模型為：

C1e:α_i,j+α_j,i＝1

其中，R_s表示系統安全速率，IRS反射矩陣為對角矩陣，θ_n表示第n個IRS反射元件的反射相移，η_k為UAV到用戶U_k的直接鏈路與經過IRS的反射鏈路疊加的信道增益，η_e為UAV到竊聽者的直接鏈路與經過IRS的反射鏈路疊加的信道增益，η_k與η_e都是關于UAV位置q和IRS反射矩陣Θ的函數，p_k為UAV發送信息給用戶U_k的功率，P_max為UAV的最大發射功率，α_i,k表示用戶U_i與用戶U_k的解碼順序，k、K分別表示第k個用戶和用戶的個數，i、j分別表示第i個用戶和第j個用戶，α_i,j為NOMA解碼順序，α_i,j＝1表示用戶U_i解碼用戶U_j，q為UAV位置，w_u,k為用戶U_k的位置，σ²為系統噪聲；問題P1的優化變量為UAV位置q、IRS反射矩陣Θ、UAV發射功率和NOMA解碼順序A＝{α_i,j,i≠j∈{1,2,…,K}}，P1目標函數R_s表示安全速率，是用戶的和速率與竊聽者的竊聽速率之差，約束C1a為IRS反射相移約束，C1b為UAV功率非負約束，C1c為最大功率限制約束，C1d為NOMA解碼順序的距離約束，C1e為NOMA解碼順序定義約束，C1f為NOMA解碼順序的傳遞性約束，利用塊坐標下降法將P1優化問題轉換為三個子問題進行求解。

3.根據權利要求2所述的一種IRS輔助的NOMA無人機網絡的安全速率最大化方法，其特征在于，所述步驟2)中，初始化無人機位置為q＝(x,y,H)、NOMA解碼順序為A、IRS反射矩陣為Θ、無人機發射功率為P、安全速率判決門限為ζ，其中x、y、H分別表示無人機的橫坐標、縱坐標、飛行高度。