[发明专利]基于SWIPT的大规模MIMO系统最大化最小用户安全能效优化方法

权利要求书

1.一种基于SWIPT的大规模MIMO系统最大化最小用户安全能效优化方法，用于网络资源分配，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、固定BS发射功率P_t和BS功率分配因子更新用户功率分配因子ρ_k，根据目标函数其中目标函数中的分子表示用户k的保密速率，即用户k的可达安全速率减去窃听者的速率，(·)⁺＝max{0,·}，表示用户可达速率，表示窃听者可达速率，表示用户k的功率损耗，ε表示用户k的功率损耗系数，P_c,k表示电路损耗，ε(P_t(1-ρ_k)+p_k)+P_c,k表示用户k安全能效的总功耗；固定P_t和求解用户功率分配因子ρ_k，迭代次数T＝0，最大迭代次数T_max，E₀为最小能量采集阈值，η表示能量转化效率，(1-τ)表示BS到用户端的信息传输阶段，N表示BS天线数，K表示用户数，表示BS到用户的路径损耗，Tr表示矩阵的迹，[D_k,k]＝β_k,k＝{1,...,K}表示完美信道BS到用户的路径损耗，表示不完美信道BS到用户的路径损耗，表示人工噪声，τ表示导频传输阶段，p_k表示用户k平均传输功率，p_e表示窃听者平均传输功率，表示BS到窃听者的路径损耗；

步骤2、固定BS发射功率P_t^T和安全能效λ^T，更新BS功率分配因子将目标函数转化为其中迭代次数T＝0，最大迭代次数T_max，其中h_k和f_k表示辅助函数，表示用户可达速率，表示窃听者可达速率，表示用户k的功率损耗，ε表示用户k的功率损耗系数，ε(P_t(1-ρ_k)+p_k)+P_c,k表示用户k安全能效的总功耗；表示BS功率分配因子，表示用户端功率分配因子,固定P_t^T和安全能效λ^T,带入步骤一求出的求解

步骤3、固定BS功率分配因子和安全能效λ^T，更新BS发送功率P_t^T，根据目标函数其中迭代次数T＝0，最大迭代次数T_max，h_k和f_k表示辅助函数，表示用户可达速率，表示窃听者可达速率，表示用户k的功率损耗，ε表示用户k的功率损耗系数，ε(P_t(1-ρ_k)+p_k)+P_c,k表示用户k安全能效的总功耗；表示BS功率分配因子，表示用户端功率分配因子，固定安全能效λ^T，代入步骤一得到的步骤二得到的求解P_t^T；

步骤4、根据步骤一、步骤二和步骤三得到的和P_t^T，求安全能效λ^T+1，其中迭代次数T＝0，最大迭代次数T_max；所述安全能效其中f1和f2表示辅助函数，P_t^T表示BS发送功率，表示BS功率分配因子，表示用户可达速率，表示窃听者可达速率，表示用户k的功率损耗，ε表示用户k的功率损耗系数，P_c,k表示电路损耗，ε(P_t(1-ρ_k)+p_k)+P_c,k表示用户k安全能效的总功耗；更新准则为：当f1*f2＜0，如果m＞ξ，T＝T+1，否则，当f1*f2≥0，如果m＞ξ，T＝T+1，否则，；其中m为中间辅助因子，ξ为二分法门限值，为最大安全能效，为最小安全能效。