[发明专利]一种面向物联网隐蔽通信的稳健波束成形设计方法

说明书

本发明提供了一种面向物联网隐蔽通信的稳健波束成形设计方法，考虑用于智能反射面(IRS)辅助物联网(IoT)网络的隐蔽波束形成设计，本发明研究了Alice的联合波束形成器设计和当Alice不完全了解Willie的信道状态信息(WCSI)时，可以最大程度地提高Bob的隐蔽率。对于不是理想状态下的WCSI，推导出Willie的最优决策阈值，并分析这种情况下的误报和漏检概率。此外，在这种情况下，利用Kullback‑Leibler离散的性质，建立基于松弛、S‑rocedure和交替迭代方法的鲁棒波束形成器。

技术领域

本发明涉及一种面向物联网隐蔽通信的稳健波束成形设计方法。

背景技术

在过去的几年中，物联网(IoT)已被广泛应用于工业、农业、医药等各个领域。智能通信设备的数量呈爆炸式增长，渴求数据的无线应用稳步增加，这要求物联网网络拥有更高的频谱和能效(引用文献：S.Gong,X.Lu,D.T.Hoang,D.Niyato,L.Shu,D.I.Kim,andY.C.Liang,“Toward smart wireless communications via intelligent reflectingsurfaces:A contemporary survey,”IEEE Commun.Surv.Tutor.,vol.22,no.4,pp.2283–2314,2020.)。幸运的是，智能反射面(IRS)最近被认为是一种有前景的解决方案，它可以通过重新配置无线传播环境来提高无线网络的频谱和能量效率。

IRS，又称可重构智能表面，在无线通信应用中受到广泛关注。具体来说，IRS是一个由大量低成本被动型反射元件组成的平面，每个元件都可以独立重塑入射信号(引用文献：Q.Wu and R.Zhang,“Towards smart and reconfigurable environment:Intelligentreflecting surface aided wireless network,”IEEE Commun.Magazine,vol.58,no.1,pp.106–112,2020.)的相位、振幅和反射角，从而智能调整传播通道，服务于自己的目标。例如，通过自适应地调整反射单元的相移，IRS反射的信号可以与非IRS反射的信号在接收机上相加或相加，以增强期望信号或抑制不期望信号(引用文献：X.Tan,Z.Sun,J.M.Jornet,and D.Pados,“Increasing indoor spectrum sharing capacity using smart reflect-array,”in Proc.2016IEEE International Conference on Communications(ICC),2016.)。

IRS辅助物联网具有硬件成本低、功耗低、结构简单等优点，并以其独特的电磁特性(如负折射，引用文献：G.Y u,X.Chen,C.Zhong,D.W.Kwan Ng,and Z.Zhang,“Design,analysis,and optimization of a large intelligent reflecting surface-aided B5Gcellular internet of things,”IEEE Internet Things J.,vol.7,no.9,pp.8902–8916,2020.)改善了接收信号的质量。