南京邮电大学学报(自然科学版)

作者：李乐,朱佳,娄钰磊

单位：南京邮电大学 通信与信息工程学院，江苏 南京 210003南京邮电大学 通信与信息工程学院，江苏 南京 210003南京邮电大学 通信与信息工程学院，江苏 南京 210003

关键词：安全能效；有源可重构智能表面；无线携能通信；功率分割；物理层安全

基金：国家自然科学基金（62171237）资助项目

为了提高无线通信系统的安全性，基于功率分割型无线携能通信（Power Splitting-Simultaneous Wireless Information and Power Transfer， PS-SWIPT）模型，提出了一种有源可重构智能表面（Active Reconfigurable Intelligent Surface， ARIS）辅助PS-SWIPT系统（ARIS-PS-SWIPT）的安全传输方案。综合考虑ARIS-PS-SWIPT系统的能量效率和安全性，构造了安全能效最大化问题，通过联合优化基站的波束成形向量、ARIS的反射系数矩阵，以及合法用户的功率分割比值，提升ARIS-PS-SWIPT系统的安全能效。由于所构建的优化问题为非凸问题，利用交替优化（Alternating Optimization， AO）算法将原问题分解为3个子问题，并进一步通过半正定松弛（Semi-Definite Relaxation， SDR）和Dinkelbach方法获得子问题的优化解。仿真结果表明，ARIS-PS-SWIPT方案在安全能效方面优于PRIS辅助PS-SWIPT（PRIS-PS-SWIPT）方案和放大转发辅助PS-SWIPT（AF-PS-SWIPT）方案，且所提算法相较于遗传算法（Genetic Algorithm， GA），对求解该类问题具备更高的适应性，并且获得了更高的安全能效。

来源：2025年第02期

《南京邮电大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

查看南京邮电大学学报(自然科学版)杂志2025年第02期