[发明专利]基于双智能反射平面的SWIPT系统物理层安全优化方法

权利要求书

1.一种基于双智能反射平面的SWIPT系统物理层安全优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，构建待优化信息功率无线同传系统的通信模型；所述通信模型中由一个基站以及用于辅助基站下行通信的第一智能反射平面、第二智能反射平面、若干个信息收集用户以及若干个能量收集用户组成；

S2，根据所述通信模型，构建以使系统总速率与系统安全速率之间达成平衡为目的、以第一智能反射平面、第二智能反射平面的反射相移矩阵以及所述基站发射的波束成形向量作为待优化变量的联合优化问题；

S3，采用结合半正定矩阵规划、半正定松弛与连续凸逼近的算法，以交替优化所述待优化变量的方式对所述联合优化问题进行迭代求解，获得关于所述第一智能反射平面、第二智能反射平面的反射相移矩阵以及所述基站发射的波束成形向量的优化结果；

所述步骤S3的迭代求解过程包括以下步骤：

S31，将所述基站发射的波束成形向量以及第二智能反射平面的反射相移矩阵视为定值，求解优化第一智能反射平面的反射相移矩阵；

S32，将所述基站发射的波束成形向量以及本轮迭代中步骤S31优化的第一智能反射平面的反射相移矩阵视为定值，求解优化第二智能反射平面的反射相移矩阵；

S33，将本轮迭代中步骤S31、S32更新的第一智能反射平面以及第二智能反射平面的反射相移矩阵视为定值，求解优化基站发射的波束成形向量；

S34，根据本轮迭代中第一智能反射平面、第二智能反射平面的反射相移矩阵以及所述基站发射的波束成形向量的优化结果，计算获得所述通信模型的系统总速率；

S35，判断本轮迭代中S34中计算获得的系统总速率是否达到预设要求，是则以本轮的优化结果作为步骤S3最终的优化结果，否则返回步骤S31。

2.根据权利要求1所述的基于双智能反射平面的SWIPT系统物理层安全优化方法，其特征在于，所述联合优化问题按以下公式表示：

其中，表示基站传输第k个信息收集用户的波束成形向量；表示基站传输第l个能量收集用户的波束成形向量；表示第一智能反射平面的反射相移矩阵，β_1n和分别表示第一智能反射平面的第n个反射单元的幅度和相位的反射系数；表示第二智能反射平面的反射相移矩阵，β_2n∈[0,1]，β_2n和分别表示第二智能反射平面的第n个反射单元的幅度和相位的反射系数；R_k＝log₂(1+Γ_k)表示第k个信息收集用户的信息速率，Γ_k表示第k个信息收集用户处的信干噪比；P_AP表示基站的最大发射功率；表示当第l个能量收集用户窃取第k个信息收集用户的信息时第l个能量收集用户的窃听速率，表示当第l个能量收集用户窃取第k个信息收集用户的信息时第l个能量收集用户处的信干噪比；Φ_l,k表示最大窃听速率；ζ_l表示任意第l个能量收集用户收到的最低能量；M₁、M₂分别表示第一智能反射平面、第二智能反射平面的反射单元数量。