一种智能超表面辅助的太赫兹安全通信方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种智能超表面辅助的太赫兹安全通信方法和装置，所述方法包括：建立非线性能量收集模型下智能超表面辅助的太赫兹无线携能传输的安全通信系统模型；假设系统不具备完全的级联信道状态信息，在中断概率约束下，通过联合优化主被动波束成形，提出一种鲁棒波束成形设计方案，实现系统发射功率最小化；使用Bernstein

【技术实现步骤摘要】
一种智能超表面辅助的太赫兹安全通信方法和装置


[0001]本专利技术属于通信
，具体涉及一种智能超表面辅助的太赫兹安全通信方法和装置。

技术介绍

[0002]未来无线通信(B5G/6G)旨在建立更高的性能指标，引入新的应用场景，加速社会的数字化。为了满足新兴应用对超高数据速率的要求，太赫兹(THz)无线通信技术受到学术界和工业界的广泛关注。THz可以实现高达1Tbps的无线传输，能够解决目前无线系统频谱不足和容量限制的问题。
[0003]最近，智能超表面(RIS)是一种集成了大量无源反射元件的均匀阵列平面，被认为是未来无线通信中最有前途的技术之一。通过调节元件的幅值和相位，巧妙地改变信号的传输方向，有效地增强接收信号的强度。将RIS应用到THz通信中，可以建立一个虚拟直连链路，有效地提高了信号的接收，降低了信号阻断的概率。
[0004]未来6G网络设备的大规模接入将不可避免地带来信息安全问题和能量消耗的急剧增加。如何实现高速、低功耗的数据安全传输将成为未来网络的关键。同时无线携能通信(SWIPT)通过提取接收信号中的能量，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能超表面辅助的太赫兹安全通信方法，其特征在于，包括:S1：建立非线性能量收集模型下智能超表面辅助的太赫兹无线携能传输的安全通信系统模型；S2：假设系统不具备完全的级联信道状态信息，在中断概率约束下，通过联合优化主被动波束成形，提出一种鲁棒波束成形设计方案，实现系统发射功率最小化；束成形，提出一种鲁棒波束成形设计方案，实现系统发射功率最小化；束成形，提出一种鲁棒波束成形设计方案，实现系统发射功率最小化；束成形，提出一种鲁棒波束成形设计方案，实现系统发射功率最小化；束成形，提出一种鲁棒波束成形设计方案，实现系统发射功率最小化；其中，是多天线接入点(AP)到第m个信息解码器(IDR)的发射波束成形矢量，是第m个IDR的信噪比，是第k个能量采集器(EHR)截获第m个IDR信息的信噪比，μ
min
是IDR所需的最小信噪比，γ
min
是EHR成功解码信息的最小信噪比阈值，R(p
k
)是非线性能量采集的最小阈值，表示满足约束(1b)、(1c)和(1d)的最大中断概率，RIS的相移矩阵定义为率，RIS的相移矩阵定义为N
RIS
是RIS的反射单元个数；S3：使用Bernstein
‑
type不等式将中断概率约束转换为确定性形式，应用半定规划方法将原非凸问题转化为一个凸问题，提出一种交替迭代优化算法，得到原问题的一个可行解。2.根据权利要求1所述的一种智能超表面辅助的太赫兹安全通信方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：建立一个基于RIS辅助的THz安全SWIPT系统，该系统包括一个N
TX
根天线的AP，一个配置N
RIS
个反射单元的RIS，M个单天线的IDR和K个单天线的HER；此外，控制器与RIS和AP连接，以获取RIS所需的相位信息，假设从AP到IDR/EHR的直接链路被障碍物阻断，所有接收器只能接收RIS的反射信号。3.根据权利要求1所述的一种智能超表面辅助的太赫兹安全通信方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：由于RIS的无源特性，在实际的无线携能通信(SWIPT)系统中获得完全的信CSI非常困难，因此，在级联信道AP
‑
RIS
‑
IDR/EHR中，考虑不完全CSI更加合理有效；在本发明中，采用与信道估计误差关系更密切的统计CSI误差模型，目标是在IDR，EHR的信噪比和非线性能量采集的中断概率约束下，通过联合优化主被动波束成形，实现系统总发射最小化。4.根据权利要求1所述的一种智能超表面辅助的太赫兹安全通信方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：鉴于原优化问题的非凸性，本发明采用Bernstein
‑
type不等式将IDR，EHR的信噪比和
非线性能量采集的中断概率约束转化为线性矩阵不等式形式；此外，利用基于半定松弛技术的交替优化方法求得该问题的可行解。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：朱政宇，徐金雷，梁静，孙钢灿，王忠勇，郝万明，巩梦飞，李铮，杨晨一，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：