无线信息与功率传输中MISO信道的合作干扰辅助鲁棒安全策略

"本文探讨了在多输入单输出(MISO)信道中，同时无线信息和功率传输(SWIPT)场景下的协作干扰辅助鲁棒安全传输策略。研究中，一个合作干扰器引入干扰信号，帮助源节点向能量接收器和合法目的地同时提供无线电力。目的地采用功率分割(PS)方案，将接收到的信号分为信息解码和能量收集两部分。与传统无SWIPT的传输相比，SWIPT传输需要满足额外的最坏情况能量收集约束。此外，PS方案引入了一个额外的乘法优化变量，即PS因子。文章的目标是在发射功率约束和最坏情况的能量收集约束下，最大化最坏情况的秘密率。" 在无线通信领域，MISO（多输入单输出）系统因其空间复用和波束成形能力而被广泛研究。本篇研究论文聚焦于在MISO信道中实现SWIPT，这是一种创新的技术，它允许设备在接收信息的同时收集无线能量，提高了系统的能效和实用性。SWIPT的引入带来了新的挑战，特别是在安全性方面，因为能量接收器可能被恶意用户利用来窃取信息。 论文提出了一种协作干扰辅助的鲁棒安全传输策略，其中合作干扰器不仅产生干扰以降低潜在敌手的解码能力，还协助源节点向目标设备传输能量。这种方式有助于提升系统的安全性，因为干扰可以干扰非授权用户的信号接收，同时确保合法目的地能够有效地进行信息解码和能量收集。 为了实现这一目标，论文中引入了功率分割策略。在目的地端，接收到的信号会被分成两部分，一部分用于信息解码，另一部分用于能量收集。这种策略增加了设计复杂性，因为它引入了一个额外的优化参数——PS因子。PS因子决定了信号在信息解码和能量收集之间的分配比例，对系统的整体性能有直接影响。 论文的主要贡献在于提出了一种优化方法，旨在在考虑发射功率限制和最坏情况下的能量收集约束下，最大化秘密率。秘密率是衡量通信安全性的关键指标，表示敌手无法获取的有用信息速率。通过优化发射功率和PS因子，该策略旨在在保证安全性和能效之间找到最佳平衡。 这篇研究论文为MISO系统中的SWIPT提供了理论基础和实用策略，对于理解如何在无线环境中同时保证信息传输的安全性和能量效率具有重要意义。未来的研究可能会进一步探讨更复杂的环境，如多用户环境或多元化的干扰策略，以及如何在实际系统中实施这些策略。