多智能反射表面和人工噪音辅助细胞免费的大规模MIMO,防止同时干扰和窃听

科学领域:

• 无线通信安全 无线通信安全
• 信息理论 信息理论
• 信号处理 信号处理

背景情况:

• 无细胞大规模MIMO系统面临来自智能干扰器和干扰器 (SJD) 的安全威胁.
• 现有的安全传输方案需要改进,以最大限度地提高复杂网络环境中的保密率.

研究的目的:

• 为无细胞大规模MIMO系统提出使用多个智能反射面 (IRS) 和人工噪声 (AN) 的新型安全传输方案.
• 在SJD干扰下,为合法用户最大限度地实现最低可实现的保密率.
• 为了优化接入点 (AP) 选择,AP束形,AN矩阵和IRS相位移.

主要方法:

• 基于用户位置信息的接入点 (AP) 选择策略.
• 一个使用区块坐标下降 (BCD) 算法的联合优化框架.
• 一个非凸的优化解决方案,采用单变函数优化和半定义放松 (SDR).

主要成果:

• 提出的方案有效地将一个多变量合的非凸问题转化为一个可解决的凸问题.
• 获得了最佳的AP束形,AN矩阵和IRS相位移矩阵.
• 在单个用户场景中,该方案提高了可实现的保密率,比单个IRS与AN大约11%,比多个IRS没有AN大约2%.

结论:

• 多个IRS和AN的集成提供了一个强大的解决方案,用于在无细胞大规模MIMO系统中增强物理层安全性.
• 开发的优化框架和算法有效地最大限度地提高了可实现的最低保密率.
• 拟议的方案提供了针对复杂的干扰和窃听威胁的显著安全改进.