申请/专利权人：南京邮电大学

申请日：2024-01-05

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN117528535B

主分类号：H04W12/60

分类号：H04W12/60;H04K3/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2024.02.27#实质审查的生效;2024.02.06#公开

摘要：本发明公开了一种利用IRS和人工噪声对抗恶意干扰的双向安全传输方法，属于无线通信领域。所述方法包括：以提升系统最差情况下的和安全速率为优化问题，将优化问题转换为最小化信息泄漏速率的优化问题；将最小化信息泄漏速率的优化问题转换为最大化人工噪声的问题；采用交替优化的方法，先固定IRS的相移矢量，对所述最大化人工噪声的问题进行求解，得到功率分配系数的最优解，再固定求解出的功率分配系数，对所述最大化人工噪声的问题进行求解，得到IRS相移矩阵并从中构造相移矢量，直至满足收敛条件。本发明适用于有主动干扰的双向窃听通信场景，通过加入人工噪声对抗干扰，更好地提升了系统的和安全速率。

主权项：1.利用IRS和人工噪声对抗恶意干扰的双向安全传输方法，其特征在于，所述方法基于无线通信系统，所述无线通信系统包括受信任的用户A、B和不受信任的用户C，A、B在IRS的辅助下进行信息交换，C会窃听信息和主动发出干扰，所述方法包括：以提升系统最差情况下的和安全速率为优化问题，将优化问题转换为在每个受信任用户的可达信息速率满足设定阈值的条件下最小化信息泄漏速率的优化问题；将最小化信息泄漏速率的优化问题转换为在每个受信任用户的信干噪比满足设定阈值的条件下最大化人工噪声的问题；固定IRS的相移矢量，将所述最大化人工噪声的问题转换为优化两个受信任用户功率分配系数的第一子问题，对第一子问题进行求解，得到优化后的功率分配系数；固定优化后的功率分配系数，将所述最大化人工噪声的问题转换为优化IRS相移矩阵的第二子问题，对第二子问题进行求解，得到优化后的IRS相移矩阵，根据优化后的IRS相移矩阵得到对应的IRS相移矢量；对IRS相移矢量和功率分配系数不断进行交替优化，直至满足收敛条件；所述系统最差情况下的和安全速率根据以下方法确定：IRS有L个反射单元，IRS和A、B、C三个用户之间的信道为：，，，，三个用户之间的直达信道为：,，；三个用户传输的信息为,，并且功率大小为，C将所有的功率都用来发射干扰信号，A、B将分配部分功率发射人工噪声来干扰C，则A、B、C的发射信号分别为： 1 2 3其中，和是A、B的功率分配系数，是用户随机产生的人工噪声，；令IRS的相移矢量，其中表示第l个反射单元的相移，，，，，表示第l个反射单元的反射系数，表示第l个反射单元的相移角度，上标T表示转置；每个受信任用户会接收到通过IRS反射回的其自身的发射信号和干扰信号，将消除自干扰后每个用户处的剩余环路干扰记为，则A、B、C接收到的信号分别表示为： 4 5 6其中，，,，，，，，，代表j用户的高斯白噪声，；满足如下三式的速率对是安全可达的： 7 8 9其中RA、RB分别为A用户和B用户的安全速率；是和之间的互信息，其中，是信息泄露速率；根据式9，系统的可达和安全速率为；根据公式4～公式6，可以计算出每个用户的可达信息速率：,其中， 10 11 12其中，，，，，，，，，代表了C用户可达信息速率的上界，所以整个系统的最差情况下的和安全速率为： 13其中。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京邮电大学 利用IRS和人工噪声对抗恶意干扰的双向安全传输方法

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