能效最大化准则下的星地融合网络的安全波束成形算法

• 作者: 林志 林敏 黄清泉 赵柏 顾晨伟 许拔
• 来源期刊: 电子学报
• 学科: 工学
• 关键词: 星地融合网络 能量效率 混合波束成形 鲁棒性
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 学术论文|PAPERS
• 页码范围: 124-134
• 页数: 11页
• 分类号: TN927
• 语种: 中文
• DOI: 10.12263/DZXB.20200944

摘要

未来通信系统存在功耗较大、频谱短缺与传输安全等问题,星地融合网络因其在功耗、频谱效率和总体部署设计等方面具有独特的优势,被认为是解决上述问题的可行架构方案.本文针对该网络中的能效最大化问题提出了一种安全波束成形算法.假设卫星下行链路存在多个窃听者且发送端仅知晓窃听统计信道状态信息,本文在发射功率受限、用户信干噪比限制和窃听信干噪比概率约束的情况下,研究了蜂窝用户的能效最大化问题,提出了一种鲁棒混合波束成形方案,分别运用S-procedure和Bernstein型不等式将非凸的概率约束限制转化为线性矩阵不等式和二次锥约束,然后采用Charnes-Cooper和罚函数法将原NP-hard问题转换为凸优化问题,并提出一种双层迭代算法计算出数字和模拟波束成形矢量.仿真结果表明,本文所提方案能显著地提升信息传输的安全性和能效性.