面向空时移键控的安全传输方案

来源：电讯技术杂志2025年第7期北京时间：

作者：穆辉辉,陈健,吕璐,杨龙

单位：(西安电子科技大学 通信工程学院，西安 710071)

摘要：随着5G和物联网（Internet of Things,IoT）的快速发展，低功耗通信和物理层安全已成为通信系统中亟待解决的重要问题。为应对这一挑战，提出了一种空时移键控(Space-Time Shift Keying,STSK)与可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)相结合的索引调制方案，旨在传输额外索引信息的同时提升系统的物理层安全性。在发射功率、符号功率和RIS相移约束下联合优化了符号星座、STSK色散矩阵和发射端功率分配，以最大化系统在连续输入连续输出无记忆信道(Discrete-input Continuous-output Memoryless Channel,DCMC)下的保密容量。提出了一种黎曼共轭梯度下降算法，并导出了变量的理论梯度和投影梯度，使得算法能够同时兼顾收敛速度和稳定性。仿真结果表明，所提方案在传输额外比特的同时，有效降低了窃听者的窃听性能，并且与基准算法相比，在更高反射单元数量下，所提算法可以求出更加优质的解，DCMC保密容量能够达到容量上限的87.8%。

关键词：空时移键控(STSK)；物理层安全(PLS)；可重构智能面(RIS)；流形优化；

基金资助：国家自然科学基金资助项目（62271368，62371367）；中央高校基本科研业务费（QTZX23066）；陕西省重点研发计划（2023-ZDLGY-50）