1.一种无线通信系统安全符号级预编码方法,其特征在于,包括:建立发射端符号级预编码信号和智能窃听者SINR之间的关系模型;
通过人工噪声预编码和智能反射面恒模约束,以及基站已知的窃听者的信道状态信息或统计信道状态信息,对窃听者SINR进行优化;
求解智能窃听者SINR约束和智能反射面反射系数约束下的符号级预编码信号。
2.如权利要求1所述的一种无线通信系统安全符号级预编码方法,其特征在于:根据系统参数设定、信道状态信息、智能反射面参数、人工噪声的获取方式和智能窃听者的窃听手段,建立接收信号模型:智能反射面配备了Nr个独立反射单元,服务K个单天线用户终端,它的相关反射系数 Nr表示独立反射单元个数,基站与智能反射面之间的信道为基站与第k个用户之间的信道为 基站与窃听者之间的信道为智能反射面与第k个用户之间的信道为 智能反射面与窃听者之间的信道为 服从准静态块衰落;
第k个用户在第t时刻的接收信号yk(t)表示为:窃听者在第t时刻的接收信号ye(t)表示为:T
其中,t表示信道相干时间, {·} 表示转置,; 是RIS反射系数相关矩阵,RIS反射系数 是基站处的发射信号;nk(t)和ne(t)是加性高斯白噪声且服从复高斯分布 和2
σ和 是噪声方差。
3.如权利要求2所述的一种无线通信系统安全符号级预编码方法,其特征在于:应用基于人工噪声的预编码,其表达式为:其中,xwop(t)表示用户数据的预编码信号,p(t)表示AN的预编码信号,PT是基站的总发射功率,ρ∈[0,1)用于控制AN功率。
4.如权利要求3所述的一种无线通信系统安全符号级预编码方法,其特征在于:窃听者的SINRγe表示为:其中, U表示AN预编码向量的相关向量,he表示智能窃听者的信道,Xwop=[xwop(1),...,xwop(T)]。
5.如权利要求4所述的一种无线通信系统安全符号级预编码方法,其特征在于:基于PSK调制下的用户相长区域,联合优化发射信号Xwop和反射系数 最小化智能窃听者SINR的问题表述为:用户相长区域约束,其关系表达式为:
RIS反射系数的恒模约束,其关系表达式为:功率约束,其关系表达式为:
AN向量的相关约束,其关系表达式为:
T
HU=0
其中,γe表示智能窃听者的SINR;Xwop=[xwop(1),...,xwop(T)];用户相长区域约束保证信号处于用户的相长区域,其中 M取自M‑PSK调制;恒模约束为RIS反射系数需要满足的约束;功率约束表示未经过AN预编码的信号应满足的功率需求; 表示UT的秩要满足Nt‑K;HU=0表示U要在H的零空间中, 表示虚部, 表示实部;“min”表示最小化运算;“s.t.”表示约束条件,t表示时隙t∈{1,...,T},Xwop表示未经过AN预编码的发射信号, 表示反射系数矩阵,λk(t)表示与用户k相关的接收信噪比的复标量,sk(t)表示用户kH的信息符号,Ωk表示用户k的接收信噪比,{·} 表示共轭转置,||·||F表示F范数(Frobenius范数),||·||2表示2范数。
6.如权利要求5所述的一种无线通信系统安全符号级预编码方法,其特征在于:已知窃听者信道的完整信道状态信息,为寻找启发式的解,最小化智能窃听者SINR的问题可以进一步表述为:其中,“max”表示最大化运算,应用BCD算法求解,步骤如下:更新U:过求解下述优化问题对U进行更新:更新 通过求解下述优化问题更新
其中 Xwop可以通过求解下述问题得到:BCD算法可以通过下述优化问题进行初始化:
7.如权利要求6所述的一种无线通信系统安全符号级预编码方法,其特征在于:已知窃听者信道的完整信道状态信息,智能窃听者的SINR的期望可以表述为:其中,E{·}表示求期望,并且 是窃听者信道与Φ相关的函数。
8.如权利要求7所述的一种无线通信系统安全符号级预编码方法,其特征在于:针对的是基站已知智能窃听者统计CSI的情况,为寻找启发式的解,最小化智能窃听者SINR的问题可以进一步表述为:应用BCD算法求解,具体步骤如下:
更新U:过求解下述优化问题对U进行更新:更新 通过求解下述优化问题更新
BCD算法初始化参数 的值,可以通过求解下述优化问题得到: