IRS辅助去蜂窝大规模MIMO系统反窃听安全波束赋形研究

摘要

为提高物理层安全通信性能，针对目前物理层通信容易受到建筑物遮挡和非法用户窃听的问题，提出了一种智能反射面(intelligent reflecting surface, IRS)辅助去蜂窝大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)系统反窃听安全传输波束赋形方案。考虑信道理想的情况下，以还原合法用户接收信号和阻止非法用户接收信号为目标，最小化发射波束赋形向量，构建了一个基站主动波束赋形向量和IRS相移的联合波束赋形问题。通过交替优化将原问题分解为基站波束赋形向量优化子问题和IRS相移优化子问题，并通过解非齐次线性方程组思想的方法，对优化子问题进行求解。仿真结果表明，相较于传统物理层安全通信方案，提出的方案能够有效使非法用户窃听信号为0,降低传输功率，并且具有较好的误码率。

关键词

智能反射面 / 去蜂窝大规模MIMO / 波束赋形 / 物理层安全