"智能反射表面辅助多用户系统物理层安全方案设计研究"

本文以应对不准确CSI（Channel State Information）下的物理层安全问题为目标，针对智能反射表面（IRS）辅助的多用户系统，设计了一种物理层安全方案。首先介绍了5G和6G技术的发展，并指出无线通信网络在硬件成本、资源分配、信息安全等方面的问题。随着技术的不断提高，物理层安全技术成为提高系统传输安全性的重要手段。其中，多天线波束成形和人工噪声技术被认为是重要的技术手段。多天线波束成形技术利用空间自由度实现信息的定向发送，削弱窃听者对信息的拦截能力；人工噪声技术降低窃听者接收信号质量。智能反射表面作为一种成本低廉的无源设备，在辅助安全无线通信中具有重要的应用前景。目前，相关研究主要集中在优化基站波束成形矢量、功率分配、IRS 相移矩阵等方面。本文致力于针对不准确CSI情况下的物理层安全问题，在多用户系统中设计一种辅助方案，以提高无线通信系统的安全性和可靠性。 在本文的研究中，针对不准确CSI的情况，首先分析了多用户系统中的物理层安全问题。在多用户系统中，由于用户设备的增加，频谱资源的竞争、干扰等问题日益突出。不准确的信道状态信息会导致传输的不确定性，增加系统的安全风险。因此，本文提出了一种基于智能反射表面的多用户系统物理层安全方案设计。具体来说，本文首先分析了多用户系统中的物理层安全问题，并提出了基于智能反射表面的辅助方案，以增强系统的安全性。在这一方案中，多用户系统利用 IRS 来增强系统的物理层安全性。针对不准确的CSI情况，本文设计了一种基于模式选取的反射矩阵优化算法，以提高系统的传输安全性。通过对反射矩阵的优化，可以有效地利用 IRS 来降低窃听者的拦截能力，增强系统的安全性。 在设计方案过程中，本文还对多用户系统中的功率分配问题进行了分析，并提出了一种基于功率分配的优化算法。通过对系统功率的合理分配，可以提高系统的传输效率，并增强系统的抗干扰能力。同时，本文还对基站和用户设备之间的通信链路进行了优化设计，以进一步增强系统的传输安全性。通过对系统整体链路的设计，可以有效地减小信号的传输路径，降低信号的泄露风险。 综上所述，本文通过对不准确CSI情况下的物理层安全问题进行深入分析，并基于智能反射表面提出了一种多用户系统物理层安全方案设计。该方案通过优化反射矩阵、功率分配和通信链路设计，以提高系统的传输安全性。在日益复杂和多样化的通信环境中，本文所提出的方案具有重要的理论和实际意义。希望本文的研究成果能够为无线通信系统的安全设计提供一定的借鉴，为相关领域的研究工作提供一定的参考价值。