基于 Alamouti 的秩二波束成形全双工双向中继网络的总和保密速率最大化

考虑一个双向通信场景，其中两个单天线节点在全双工模式下运行，通过一个（全双工）多天线中继相互交换信息，同时存在另一个意图窃听的单天线节点。中继采用人工噪声 (AN) 干扰窃听者信道，并采用基于 Alamouti 的秩二放大转发 (AF) 波束成形来建立合法节点的双向通信链路。我们的问题是优化秩二波束成形器和 AN 协方差以实现总和保密速率最大化 (SSRM)。该 SSRM 问题是非凸的，我们利用半定松弛 (SDR) 和 minorization-maximization (MM) 开发了一种高效的求解方法。我们证明了 SDR 对于 SSRM 问题是紧的，因此不会引入损失。此外，我们考虑了一种不精确的 MM 方法，其中使用近似但计算成本低廉的 MM 解更新来替代传统 MM 中的精确更新。我们表明，这种不精确的 MM 方法保证收敛到 SSRM 问题的驻点解。通过能量收集场景的扩展和广泛的仿真结果，进一步证明了我们所提方法的有效性。