保密多输入多输出无线携能系统的节能稳健优化

发布时间：2025-08-12 20:44

　　 研究了包含多个多天线窃听者的多输入多输出无线携能系统.在窃听者信道状态信息不精准的情况下,通过联合设计波束成形矩阵、人工噪声协方差矩阵和功率分配比,在满足发射功率约束和能量收获约束的条件下,最大化系统最差情况保密能量效率.基于分式理论,将原非凸问题转化为减式形式的等效优化问题.通过新颖的等效变换,解决了多个优化变量之间的耦合问题,避免了交替优化.借助于S-procedure和一阶泰勒级数展开,将难以处理的非凸问题转化为凸问题.提出了基于Dinkelbach方法的两级优化迭代算法且仿真结果验证了该算法的有效性和收敛性.

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【部分图文】：

图1 所提出算法收敛性

首先验证算法的收敛性能.针对4次随机产生的信道,图1为NT=6,Emin=0.5W,δ2=0.03,最大发射功率为0.8W时所提算法的收敛性,可以看出,在不同信道实现时,该算法仅需2～3次迭代便可收敛.图2最大发送功率对SEE的影响

图2 最大发送功率对SEE的影响

图1所提出算法收敛性图2中,NT=6,Emin=0.5W.从图2中看出,与无辅助AN优化方案相比,采用辅助AN方法可极大提高系统最差情况SEE.这是由于引入AN可以有效地“恶化”偷听者对信息的接收.图2还显示了所提方案和保密速率最大化(SRM)方案[4]相对于最大发射功率的性....

图3 不同信道不确定性情况下最大发射功率对SEE的影响

图4中,δ2=0.03,Emin=0.5W.从图中可以观察到,与NT>8相比,NT=8时可获得更大的能量效率.这是因为发射端若配备更多的发射天线,会增加发射端的电路功耗,从而导致系统保密能量效率的降低.因此,从能量效率的角度来看,发射端配备大量的天线可能会减少系统的保密能量效率....

图4 发射天线数目不同时最大发射功率对SEE的影响

图3不同信道不确定性情况下最大发射功率对SEE的影响4结语

本文编号：4059111