基于硬件损伤的智能反射面辅助安全通信系统能效优化算法

作     者：高俊鹏 周继华 赵涛 徐勇军 赵瑞莉 GAO Junpeng;ZHOU Jihua;ZHAO Tao;XU Yongjun;ZHAO Ruili

作者机构：重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 航天新通科技有限公司重庆401332 复杂环境通信重庆市重点实验室重庆400030 

出 版 物：《电子与信息学报》 (Journal of Electronics & Information Technology)

年 卷 期：2022年第44卷第7期

页      面：2349-2357页

核心收录：

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

基　　金：国家自然科学基金(61601071,62071078) 国家重点研发计划(2019YFC1511300) 重庆市自然科学基金(cstc2019jcyjxfkxX0002) 

主　　题：安全通信 智能反射面 能效最大化 硬件损伤 

摘      要：为了克服阴影衰落和障碍物阻挡的影响,智能反射面(IRS)已经成为一种提高无线通信系统能量效率(EE)和降低硬件成本的有效技术。然而,传统无线资源分配(RA)算法忽略了系统收发机硬件损伤(HIs)的影响,由于放大器非线性、相位噪声的影响使得接收信号失真,从而使得这类算法的系统性能下降。为解决该问题,通过考虑收发机的硬件损伤和网络窃听者的影响,该文研究基于硬件损伤的IRS辅助安全通信系统能效优化问题。首先,基于基站的最大发射功率约束和用户的最小安全速率约束,建立一个含硬件损伤的能效最大资源优化问题。其次,采用辅助变量替换、半正定松弛以及Dinkelbach等方法,将原非凸问题转化为凸问题进行求解。最后,数值仿真结果表明,该算法与传统资源分配算法相比,合法用户的平均中断概率降低了43.5%,该算法中系统的安全能效提高了8.3%,因此,该算法具有较好的抗硬件损伤性和安全性。