面向 RSMA 增强的近场安全通信混合波束聚焦设计
信息论
2025-12-05 v2 math.IT
摘要
近场球面波前天然实现类似灯光台灯的聚焦，以减轻意外能量泄漏，为物理层安全（PLS）提供了新的机会。然而，在混合模拟-数字（HAD）天线架构下，仅靠波束聚焦可能无法提供可靠的隐私保护 due to 聚焦精度的降低。为此，本文提出一种面向近场通信的 RSMA（Rate-Splitting Multiple Access）增强安全传输方案，适用于全连接或子连接 HAD 架构。在所提方案中，公共流被设计为双重用途，既为合法用户传递所需信息，又充当人工噪声以干扰窃听。主要目标是在联合优化模拟波束聚焦器、数字波束聚焦器以及公共保密速率分配的情况下，最大化最小保密速率。为解决所构建的非凸问题，本文发展了基于惩罚的交替优化算法。具体而言，将变量分为三个块，其中一个块通过替代优化法求解，其他两个块可以闭式形式更新。仿真结果表明，我们的传输方案：（1）在大幅度减少射频链路数量的情况下接近全数字波束聚焦；（2）优于传统波束聚焦-only 和远场安全方案；（3）在不显著牺牲通信速率的前提下保持保密性。
引用
@article{arxiv.2512.00774,
title = {Hybrid Beamfocusing Design for RSMA-Enhanced Near-Field Secure Communications},
author = {Jiasi Zhou and Huiyun Xia and Chuan Wu and Chintha Tellambura},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.00774},
year = {2025}
}
备注
10 pages and 6 figures