混合可重构智能表面和人工噪声辅助的物理层安全通信

来源：电子与信息学报杂志2024年第8期北京时间：

作者：邓志祥, 戴陈庆, 张志威

单位：1.河海大学江苏省输配电装备技术重点实验室 常州 2132512.河海大学信息科学与工程学院 常州 213251

摘要：针对可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Reflecting Surface, RIS)辅助的物理层安全通信，该文设计了基于混合有源-无源RIS和人工噪声(Artificial Noise, AN)辅助的安全传输方案。考虑基站和RIS的功率约束以及RIS无源反射元件的反射系数恒模约束，以最大化系统安全传输速率为目标，构建基站发射波束成形、AN波束向量、RIS反射系数矩阵联合优化问题。使用交替优化(Alternating Optimization, AO)、权值最小均方误差(Weighted Minimum Mean Square Error, WMMSE)和半定松弛(Semi-definite Relaxation, SDR)算法，求解所构建的变量高度耦合的非凸优化问题。仿真结果表明，混合RIS辅助安全传输方案，能够有效提高系统的安全速率，与无源RIS相比，能够有效克服“双衰落”效应导致的安全速率降低，与有源RIS相比，具有更高的能量效率。

关键词：可重构智能表面, 混合有源-无源RIS, 物理层安全, 人工噪声, 交替优化, 半定松弛

基金资助：江苏省输配电装备技术重点实验室开放课题资助项目(2022JSSPD03)