联合可重构智能表面位置与无源波束成形优化以最大化保密速率
信息论
2022-10-06 v1 math.IT
摘要
针对可重构智能表面（RIS）辅助的无线网络研究了物理层安全（PLS），其中在恶意窃听者存在下，源节点借助单个小型 RIS 将其机密信息发送给合法目的节点。为在 RIS 位置约束以及每个 RIS 单元反射系数模不大于 1 的约束下最大化保密速率，提出了一种联合 RIS 位置与无源波束成形（J-LPB）优化方案。具体地，我们分析了 RIS 的最优位置，并得出结论：涉及源-RIS 距离与 RIS-目的节点距离的乘积应被最小化。由于该乘积最小化问题非凸，我们进而提出一种两层优化算法求解之。基于获得的近最优 RIS 三维位置，我们进一步构建无源波束成形优化问题，然后提出应用 Charnes-Cooper 变换连同序列秩一约束松弛（SROCR）算法求解。数值结果表明，所提 J-LPB 优化方案的保密速率高于基准方案。明确地，我们使用以下基准：近源端 RIS 位置与无源波束成形（NSB-LPB）优化方案、近目的端 RIS 位置与无源波束成形（NDB-LPB）优化方案，以及随机 RIS 位置与无源波束成形（R-LPB）优化方案。最后，我们的 J-LPB 方案的益处随 RIS 单元数量进一步增大。
引用
@article{arxiv.2210.01966,
title = {Joint Reconfigurable Intelligent Surface Location and Passive Beamforming Optimization for Maximizing the Secrecy-Rate},
author = {Haiyan Guo and Zhen Yang and Yulong Zou and Bin Lyu and Yuhan Jiang and Lajos Hanzo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.01966},
year = {2022}
}