分布式卫星系统中的物理层安全波束成形算法

作     者：邵一焓 王薇 王子宁 黄庶沛 韩略 

作者机构：南京邮电大学通信与信息工程学院 中国电科第54研究所 

出 版 物：《电讯技术》 (Telecommunication Engineering)

年 卷 期：2024年

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：复杂电子系统仿真实验室基础研究课题(614201003012206) 

主　　题：分布式卫星系统 物理层安全 协作波束成形 半正定规划 

摘      要：针对分布式卫星系统中的安全传输问题，提出两种协作波束成形算法。首先，针对分布式卫星系统采用放大转发协议将来自静止轨道的卫星信号转发至合法用户的场景，构建以最小化分布式卫星系统的总发射功率为目标、合法用户安全速率和非目标用户受到的干扰满足要求为约束条件的优化问题。其次，为求解该非凸优化问题，提出一种基于拉格朗日对偶和半正定规划相结合的协作波束成形算法，并得出最优波束成形权矢量。此外，提出一种基于部分迫零的次优协作波束成形算法，可在不折损系统性能要求的条件下有效降低实现复杂度。最后，计算机仿真表明，相较于传统迫零算法，本文所提最优和次优算法能够分别节省20 dB和15 dB左右的功率。