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提高SWIPT系统安全速率的方法、装置、终端及存储介质

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成果名称: 提高SWIPT系统安全速率的方法、装置、终端及存储介质 关键字: 应用行业: 信息传输软件和信息技术
高新技术领域: 电子信息技术 所在地: 河北省 知识产权类型: 发明专利
知识产权编号: ZL202110845187 成果体现形式: 发明专利 成果属性:
成果所处阶段: 成果水平: 请选择... 研究形式:
学科分类: 战略新兴产业: 请选择... 课题来源:
第一完成单位名称: 华北电力大学(保定) 第一完成单位属性: 技术成熟度:
合作方式: 请选择... 交易价格(万): 3.00 所属十强产业:

本发明提供一种提高SWIPT系统安全速率的方法、装置、终端及存储介质。该方法包括:接收基站发送的噪声信号和信息信号;基于噪声信号、信息信号、基站输出功率、基站波束赋形向量、智能反射面的相移向量和功率分割系数,构建SWIPT系统的安全速率模型;将安全速率模型进行转换,得到与安全速率模型等价的三个凸问题;根据能量阈值、基站发射功率、功率分割系数阈值和智能反射面的相移阈值,对三个凸问题进行全局最大化迭代处理,得到SWIPT系统的最大安全速率。本发明通过在基站发射信息信号的同时发射噪声信号,通过优化基站波束赋形向量、智能反射面的相移向量和功率分割系数,从而提高了系统物理层的安全速率。

本发明实施例提供一种提高SWIPT系统安全速率的方法、装置、终端及存储介质,首先,通过接收基站发送的噪声信号和信息信号,然后,基于噪声信号、信息信号、基站发射功率、基站波束赋形向量、智能反射面的相移向量和功率分割系数,构建无线携能通信传输系统的安全速率模型。之后,将安全速率模型进行转换,得到与安全速率模型等价的三个凸问题,最后,根据能量阈值、基站发射功率、功率分割系数阈值和智能反射面的相移阈值,对三个凸问题不断迭代优化处理,确定无线携能通信传输系统的最大安全速率。如此,在无线携能通信传输系统中通过智能反射面独立的反射入射信息,通过引入功率分割系数,可使用户同时采集能量信号和解码信息信号。通过在基站发射信息信号的同时发射噪声信号,通过优化基站波束赋形向量、智能反射面的相移向量和功率分割系数,提高无线携能通信传输系统的物理层的安全速率。

 无线携能通信传输(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)是一种新型的无线通信类型,其可以同时传输信息和能量,即在与无线设备进行信息交互的同时,还可以为无线设备提供能量。为了避免基站和用户间障碍物对无线通信的影响,一般在基站和用户之间设置一个智能反射面(Intelligent Reflecting Surfaces,IRS)。智能反射面通过在平面上集成大量低成本的无源反射元件,智能地重新配置无线传播环境,从而提高无线通信的性能。
在基于智能反射面的无线携能通信传输系统中,通常将用户分为两组,一组用户用于采集能量,一组用户用于解码信息。在基于智能反射面的无线携能通信传输系统的物理层中,通常将采集能量的用户视为潜在的窃听者,从而通过设定不同的能量效率,确保无线携能通信传输系统的物理层的安全速率。
然而,目前的基于能量效率限制的无线携能通信传输系统中,用户只能单纯接收解码信息信号,无法采集能量信号。当用户需要同时采集能量信号和解码信息信号时,如何保证无线携能通信传输系统的安全速率,成为亟需解决的技术问题。


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