可重构智能超表面辅助的非地面网络安全传输与轨迹优化

来源：电子与信息学报杂志2025年第2期北京时间：

作者：徐可馨, 隆克平, 陆阳, 张海君

单位：1.北京科技大学计算机与通信工程学院 北京 1000832.中国电力科学研究院 北京 102209

摘要：由于卫星与地面用户之间的直连受限于覆盖范围和链路质量以及非地面网络存在窃听威胁等问题，该文考虑一个无人机中继的非地面网络安全传输系统，引入可重构智能超表面(RIS)，提高合法用户信号质量。同时为了兼顾系统高传输速率和高安全需求，该文设计卫星到无人机的传输速率与地面合法用户的安全速率的加权和作为系统效用，并以此作为优化目标，进而提出一种基于双层双延迟深度确定性策略梯度(TTD3)的联合卫星与无人机波束成形、RIS相移矩阵以及无人机轨迹优化方法，通过采用双层深度强化学习结构解耦波束成形和轨迹优化两个子问题，实现系统效用最大化。仿真结果验证了所提方法在动态非地面网络环境下的有效性，同时在高安全需求下，通过对比不同算法、不同配置方案以及不同RIS元件数量下的仿真结果，证明了该文所提方法能够提升系统安全传输性能。

关键词：可重构智能超表面, 非地面网络, 深度强化学习, 安全传输

基金资助：国家自然科学基金(U2441227, U22B2003)，国防基础科研计划(JCKY2022110C010)，中央高校基本科研业务费专项资金(FRF-TP-22-002C2)，通信抗干扰全国重点实验室开放课题(IFN20230201)