可移动天线辅助的安全全双工多用户通信
信号处理
2025-01-03 v3
摘要
本文研究了全双工 (FD) 多用户系统的物理层安全 (PLS)。我们考虑一座以 FD 模式运行的基站 (BS)，其传输人工噪声 (AN) 以同时保护上行 (UL) 和下行 (DL) 传输。传统固定位置天线 (FPA) 在 FD BS 处难以充分利用空间自由度 (DoFs) 以提高信号接收并抑制干扰。为克服这一限制，我们提出一种 novel 的 FD BS 架构，配备多个可移动天线 (MA)。MA 在天线位置优化中引入 DoFs，可提高安全通信系统的性能。为服务于用户并抵御多个窃听者 (Eves) 的协同拦截，我们 Formulate 一个 secrecy rates (SSR) 的求和以最大化的方式联合优化 MA 位置、BS 的传输、接收和 AN 波束赋形器以及 UL 功率。我们提出一种交替优化 (AO) 算法，将原问题分解为三个子问题求解，以求解变量高度耦合的非凸优化问题。具体而言，我们提出一种多速度粒子群优化 (MVPSO)，作为标准粒子群优化 (PSO) 的改进版本，以同时优化所有 MA 位置。传输/AN 波束赋形器和 UL 功率通过连续凸近似 (SCA) 求解。可得最优接收波束赋形器的闭式解。仿真结果表明，所提出的算法有效且 MA 相对于传统 FPA 在增强 FD 多用户系统安全性方面具有优势。
引用
@article{arxiv.2407.10393,
title = {Movable Antenna-Aided Secure Full-Duplex Multi-User Communications},
author = {Jingze Ding and Zijian Zhou and Bingli Jiao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.10393},
year = {2025}
}
备注
This paper has been accepted by IEEE Transactions on Wireless Communications