智能可重构表面辅助混合安全空间调制中的预编码与波束成形设计
信息论
2023-02-16 v1 信号处理
math.IT
摘要
智能反射面（IRS）是一种由大量具有可重构参数的低成本无源器件组成的无线通信新兴技术，其能以特定相移反射信号，并可构建可编程通信环境。为避免空间调制（SM）中的高硬件成本与能耗，本文提出一种带混合预编码器的 IRS 辅助混合安全空间调制（SSM）系统。为提升安全性能，我们通过联合优化 IRS 波束成形与发射端混合预编码，构建了一个最大化保密速率（SR）的优化问题。考虑到 SR 无闭式表达式，推导了近似 SR（ASR）表达式作为目标函数。为提升 SR 性能，提出了三种 IRS 波束成形方法，称为 IRS 交替方向乘子法（IRS-ADMM）、IRS 块坐标上升法（IRS-BCA）与 IRS 半定松弛法（IRS-SDR）。在混合预编码设计方面，提出了近似保密速率-连续凸近似（ASR-SCA）方法与截止速率-梯度上升（COR-GA）方法。仿真结果表明，所提 IRS-SDR 与 IRS-ADMM 波束成形器相较 IRS-BCA 获得了显著的 SR 性能增益。特别地，所提 IRS-ADMM 与 IRS-BCA 复杂度低，而以少量性能损失为代价优于 IRS-SDR。对于混合预编码，所提 ASR-SCA 在高发射功率区域表现优于 COR-GA。
引用
@article{arxiv.2302.07564,
title = {Precoding and Beamforming Design for Intelligent Reconfigurable Surface-Aided Hybrid Secure Spatial Modulation},
author = {Feng Shu and Lili Yang and Yan Wang and Xuehui Wang and Weiping Shi and Chong Shen and Jiangzhou Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.07564},
year = {2023}
}
备注
14pages,8figures