CN113949427A - 一种多用户无线网络安全能效优化设计方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明给出了一种多用户无线网络安全能效优化方法和系统,包括:设置多用户无线网络的基站参数和智能反射面的反射系数;确定智能反射面的反射系数约束条件、发射功率约束条件和安全能量效率;构建最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题;对给定的反射系数下的最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题中的波束成形矢量和人工噪声向量进行凸优化转换;对给定的波束成形矢量和人工噪声向量下的最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题中的反射系数进行凸优化转换;对第一优化子问题和第二优化子问题进行交错迭代处理。本发明能够保证信号波束精确地指向合法用户,抑制在窃听方向的泄露,提高了无线网络能量效率和信息传输安全性。
Description
技术领域
本发明属于无线通信技术领域,具体涉及一种多用户无线网络安全能效优化方法和系统。
背景技术
近年来,智能反射面技术已成为提高无线网络覆盖范围和频谱利用率的一种无线通信增强技术。智能反射面具有大量的低功耗、低成本的反射单元,每个反射单元可以独立地控制入射信号的相位以改变信号传播环境。此外,由于智能反射面的金属贴片单元尺寸很小,智能反射面在实际应用中能够连接数百个金属贴片单元,从而提供显著的无源天线增益。当前,无线网络领域已涌现出有关智能反射面的大量研究成果,主要是通过联合主动和被动波束成形设计,提高系统频谱效率。
另一方面,能量效率被认为是评估通信系统性能的一项重要指标,即信息传输速率与总功耗的比值,这一指标表示通信系统单位能量消耗可达到的传输速率,对未来的绿色通信发展具有指导性的意义。近期的研究成果标明,智能反射面作为一种无源器件,可以有效提高系统传输的能量效率。
除了提升无线网络的频谱效率或能量效率之外,智能反射面也可用于改善网络传输的安全性。通过调整智能反射面的相位稀疏,设计合适的反射波束方向,使保密信号精确地发送至合法用户,降低窃听者窃取保密信号的概率。
无线通信网络的安全性能通常用安全速率来衡量,即合法用户信息速率与窃听者信息速率的差值。另一方面,针对同时具有安全传输和能效性要求的无线通信网络,需要采用全新的指标来衡量安全性和能效性传输,因此定义为安全速率与总功耗比值的安全能量效率指标适用于此类网络。目前,基于安全能量效率优化的智能反射面通信仍未得到有效研究。如何合理地设计基站的主动波束成形和智能反射面的被动波束成形,在满足发送功率的限制条件下,最大化系统的安全能效,是当前迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的之一,在于提供一种多用户无线网络安全能效优化方法,该多用户无线网络安全能效优化方法能够保证信号波束精确地指向合法用户,同时抑制在窃听方向的泄露,提高了多用户无线网络的能量效率和信息传输安全性。。
本发明的目的之二,在于提供一种多用户无线网络安全能效优化系统。
为了达到上述目的之一,本发明采用如下技术方案实现:
一种多用户无线网络安全能效优化方法,所述多用户无线网络安全能效优化方法包括如下步骤:
步骤一、设置多用户无线网络的基站参数和智能反射面的反射系数;
步骤二、确定智能反射面的反射系数约束条件、含有抑制窃听者的人工噪声矢量的基站的发射功率约束条件和多用户无线网络的安全能量效率;
步骤三、根据多用户无线网络的安全能量效率、基站的发射功率约束条件和智能反射面的反射系数约束条件,构建最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题;
步骤四、对给定的反射系数下的最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题中的波束成形矢量和人工噪声向量进行凸优化转换,得到波束成形矢量和人工噪声向量的第一优化子问题;
步骤五、对给定的波束成形矢量和人工噪声向量下的最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题中的反射系数进行凸优化转换,得到反射系数的第二优化子问题;
步骤六、对第一优化子问题和第二优化子问题进行交错迭代处理,得到最优的主动波束成形矢量、人工噪声矢量和反射系数。
进一步的,步骤二中,所述智能反射面的反射系数约束条件为:
进一步的,步骤二中,所述基站的发射功率约束条件为:
其中,Pmax为基站的最大发射功率;wk为第k个合法用户的波束成形矢量,k=1,2,…,K,K为合法用户数;z为人工噪声矢量。
进一步的,步骤二中,所述安全能量效率为:
其中,Diag()为对角矩阵;为安全能量效率;和分别多用户无线网络的安全速率和总功率消耗;Pc为基站和所有合法用户的总电路功耗;PRIS(b)为每个反射单元的消耗功率;b为每个反射单元对应的移相器的分辨率;和分别为第k个合法用户和窃听者e的信息速率;Гk和Гe分别为第k个合法用户和窃听者e的信干噪比;wi为第i个合法用户的波束成形矢量,i=1,2,…,K,i≠k,K为合法用户数;F、gk、hk、ge和he分别为基站至反射面、基站至第k个合法用户、反射面至第k个合法用户、基站至窃听者e和反射面至窃听者e的信道矩阵,gk H、hk H、ge H和he H分别为gk、hk、ge和he的共轭转置, N和M分别为基站的天线数和反射单元数;σk -1和σe -1分别为第k个合法用户和窃听者e的接收噪声功率的倒数。
进一步的,步骤三中,所述最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题为:
进一步的,步骤四中,所述第一优化子问题为:
其中,rb和re为随机产生的第一类辅助变量;u和v为随机产生的第二类辅助变量;x1和x2为随机产生的第三类辅助变量;和ρk为随机产生的第四类辅助变量;u=[u1,1,u1,2,…,u1,K;u2,1,u2,2,…,u2,K;u3]T,v=[v1,1,v1,2,…,v1,k,…,v1,K;v2,1,v2,2,…,v2,k,…,v2,K;v3]T;和分别为wk和z的迭代值;和分别为v2,k、v3、u1,k和u2,k的迭代值;和分别为re和x2的迭代值;为复数的实部;()H为复数的共轭转置。
进一步的,步骤五中,所述第二优化子问题为:
进一步的,步骤六的具体实现过程为:
步骤66、计算新的最大化网络的安全能量效率和最大化网络的安全能量效率的初始值之间的差值的绝对值;
步骤67、判断绝对值是否小于第一阈值,如是,则得到主动波束成形矢量、人工噪声矢量和反射系数,结束;如否,则进入步骤68;
为了达到上述目的之二,本发明采用如下技术方案实现:
一种多用户无线网络安全能效优化系统,所述多用户无线网络安全能效优化系统包括:
设置模块,用于设置多用户无线网络的基站参数和智能反射面的反射系数;
确定模块,用于确定智能反射面的反射系数约束条件、含有抑制窃听者的人工噪声矢量的基站的发射功率约束条件和多用户无线网络的安全能量效率;
构建模块,用于根据多用户无线网络的安全能量效率的数学表达式、基站的发射功率约束条件和智能反射面的反射系数约束条件,构建最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题;
第一凸优化转换模块,用于对给定的反射系数下的最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题中的波束成形矢量和人工噪声向量进行凸优化转换,得到波束成形矢量和人工噪声向量的第一优化子问题;
第二凸优化转换模块,用于对给定的波束成形矢量和人工噪声向量下的最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题中的反射系数进行凸优化转换,得到反射系数的第二优化子问题;
交错迭代处理模块,用于对第一优化子问题和第二优化子问题进行交错迭代处理,得到最优的主动波束成形矢量、人工噪声矢量和反射系数。
进一步的,所述交错迭代处理模块包括:
计算子模块,用于计算新的最大化网络的安全能量效率和最大化网络的安全能量效率的初始值之间的差值的绝对值;
判断子模块,用于判断绝对值是否小于第一阈值,如是,则得到主动波束成形矢量、人工噪声矢量和反射系数,结束;如否,则进入赋值子模块;
赋值子模块,用于令i=i+1,并将新的最大化网络的安全能量效率赋给最大化网络的安全能量效率的初始值将第一求解子模块输出的wk、z和第二求解子模块输出的re、v2,k、v3、u1,k和u2,k分别赋给 和后输入给第一求解子模块。
本发明的有益效果:
本发明通过确定智能反射面的反射系数约束条件、含有抑制窃听者的人工噪声矢量的基站的发射功率约束条件和多用户无线网络的安全能量效率并构建最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题;在给定的反射系数下,将非凸优化问题转化凸优化的第一优化子问题(即波束成形矢量和人工噪声向量优化子问题);在给定的波束成形矢量和人工噪声向量下,将非凸优化问题转化凸优化的第二优化子问题(反射系数优化子问题);最后对第一优化子问题和第二优化子问题进行交错迭代处理,得到最优的主动波束成形矢量、人工噪声矢量和反射系数,得到优化的基站的波束成形、人工噪声矢量和反射相位,保证了经过智能反射面反射后的信号波束,能够精确地指向合法用户,同时抑制在窃听方向的泄露,提升了系统的能量效率和信息传输安全性,保证了多用户无线网络的安全能效性能;本发明基站和智能反射面的发送信号做简单的矩阵运算操作,硬件实现简单,实用性强。
附图说明
图1为多用户无线网络安全能效优化方法流程示意图;
图2为多用户无线网络模型示意图;
图3为仿真场景图;
图4为本实施的安全能量效率与基站发射功率的对比图;
图5为本实施的安全能量效率与反射面元素个数的对比图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作出详细说明。
本实施例给出了一种多用户无线网络安全能效优化方法,参考图1,该多用户无线网络安全能效优化方法包括如下步骤:
S1、设置多用户无线网络的基站参数和智能反射面的反射系数。
本实施例的多用户无线网络的分布如图2所示,由一个基站、一个智能反射面、K个合法用户和一个窃听者组成。合法用户的集合记做基站和反射面分别配备N个天线和M个反射单元,所有合法用户和窃听者均为单天线节点。基站处完全获得这些信道(基站至反射面,基站至第k个合法用户、反射面至第k个合法用户、基站至窃听者和反射面至窃听者的信道)的信道状态信息。基站至反射面、基站至第k个合法用户、反射面至第k个合法用户、基站至窃听者和反射面至窃听者的信道分别记做 和
在多用户无线网络中,基站在智能反射面的协助下,向多个合法用户发送保密信息,多用户无线网络中存在窃听者试图窃取保密信息。基站采用主动波束成形技术向智能反射面和合法用户发送保密信息,智能反射面采用被动波束成形技术,在不消耗额外功率的情况下将信息反射至合法用户。
S2、确定智能反射面的反射系数约束条件、含有抑制窃听者的人工噪声矢量的基站的发射功率约束条件和多用户无线网络的安全能量效率.
智能反射面的反射系数模型包括连续系数模型和离散系数模型。
连续系数模型为|θm|=1。因θm可取任意值,则:
离散系数模型为反射系数仅可取有限值。假设θm在单位圆上等间距取τ个值,则:
在实际应用中,由于硬件的局限性,适用基于连续系数模型的智能反射面的代价较高。因此,使用基于离散系数模型的智能反射面更为现实。可以通过对连续系数的研究,为离散系数的设计提供一定的指导意义。
综上,本实施例中的智能反射面的反射系数约束条件为:
本实施例中的基站的发射功率约束条件为:
其中,Pmax为基站的最大发射功率;wk为第k个合法用户的波束成形矢量,k=1,2,…,K,K为合法用户数;z为人工噪声矢量。
基站在同一频带发送K个独立的数据流给每个合法用户。令sk表示第k个合法用户希望接收的信号,满足E{sk 2}=1。人工噪声z用于干扰窃听者的接收,因此基站的发送信号为:
第k个合法用户和窃听者的接收信号为:
进一步,定义θ=[θ1,...,θM]T,则:
因此,当窃听者尝试窃取第k个合法用户的保密信息时,第k个合法用户和窃听者的信干噪比可表示为:
第k个合法用户和窃听者的信息速率可表示分别为:
该多用户无线网络的安全速率为:
多用户无线网络的总功率消耗(单位为Joule/s)为
其中,Ps为实际发送功率,0≤ηs≤1表示基站的功率放大器效率,常数Pc表示基站和用户的总电路功耗。为不失一般性,假设ηs=1。PRIS(b)表示采b比特分辨率的移相器时,每个反射单元消耗的功率。此时,移相器的准确度可表示为τ=2b。由于反射面是无源器件,不会改变反射信号的功率大小,因此反射面本身不会消耗额外的发射功率。
综上,本实施例的多用户无线网络的安全能量效率为:
其中,Diag()为对角矩阵,是将向量(如和)转化为对角矩阵。为安全能量效率;和分别多用户无线网络的安全速率和总功率消耗;Pc为基站和所有合法用户的总电路功耗;PRIS(b)为每个反射单元的消耗功率;b为每个反射单元对应的移相器的分辨率;和分别为第k个合法用户和窃听者e的信息速率;Гk和Гe分别为第k个合法用户和窃听者e的信干噪比;wi为第i个合法用户的波束成形矢量,i=1,2,…,K,i≠k,K为合法用户数;F、gk、hk、ge和he分别为基站至反射面、基站至第k个合法用户、反射面至第k个合法用户、基站至窃听者e和反射面至窃听者e的信道矩阵,和分别为gk、hk、ge和he的共轭转置,和N和M分别为基站的天线数和反射单元数;σk -1和σe -1分别为第k个合法用户和窃听者e的接收噪声功率的倒数。
S3、根据多用户无线网络的安全能量效率、基站的发射功率约束条件和智能反射面的反射系数约束条件,构建最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题.
在满足基站的发射功率约束和反射系数约束的情况下,最大化网络的安全能量效率。最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题在数学上可表述为:
S4、对给定的反射系数下的最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题中的波束成形矢量和人工噪声向量进行凸优化转换,得到波束成形矢量和人工噪声向量的第一优化子问题。
由于最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题是非凸问题,难以直接求解。本实施例通过连续凸近似和惩罚凹凸过程,得到其次优解。
首先,引入辅助变量rb和re,则公式(12)可写为:
(12b)和(12c).(13d)
其次,引入变量v=[v1,1,...,v1,K,v2,1,...,v2,K,v3]T和u=[u1,1,...,u1,K,u2,1,...,u2,K,u3]T,则公式(13)可写为:
(12b)和(12c),(14h)
然后,引入辅助变量x1和x2,将公式(14a)转化为一个线性的表述形式,则公式(14)可写为:
(14b)、(14c)、(14d)、(14e)、(14f)和(14h), (15d)
上式中的转换利用了指数函数的单调性,实现了目标函数的简化。
由于约束条件(15d)是非凸的,使得优化问题仍然难以求解。接下来,将利用连续凸近似和惩罚凹凸过程近似地转换非凸约束。首先,利用下列算术几何平均不等式来处理(14d)和(14g)。为此引入以下引理1。
接下来,针对非凸约束(14b)和(14f),当固定其它的变量时,可将(14b)和(14f)转化为凸约束,因此(14b)的左式关于wk是凸的。此外,由于凸函数在给定点的一阶泰勒展开可视作为下边界。因此,在第i+1次迭代中,(14b)可近似为
类似地,(14f)可近似为
按照上述过程,将最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题转化为第一优化子问题,该第一优化子问题为:
其中,rb和re为随机产生的第一类辅助变量;u和v为随机产生的第二类辅助变量;x1和x2为随机产生的第三类辅助变量;和ρk为随机产生的第四类辅助变量;u=[u1,1,u1,2,...,u1,K;u2,1,u2,2,...,u2,K;u3]T,v=[v1,1,v1,2,...,v1,k,...,v1,K;v2,1,v2,2,...,v2,k,...,v2,K;v3]T;和分别为wk和z的迭代值;和分别为v2,k、v3、u1,k和u2,k的迭代值;和分别为re和x2的迭代值;为取复数的实部;()H为复数的共轭转置。
S5、对给定的波束成形矢量和人工噪声向量下的最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题中的反射系数进行凸优化转换,得到反射系数的第二优化子问题。
约束条件(14f)可近似表示为:
至此,公式(15)优化问题的非凸约束仅有公式(12c)的反射系数约束,本实施例将使用罚凹凸过程法来处理公式(12c)。根据罚凹凸过程的基本原则,反射系数约束公式(12c)可以等价地转化为接着采用下面的引理2来处理非凸部分
其中,为智能反射面的第m个反射单元的反射系数的迭代值;为智能反射面的第m个反射单元的反射系数的共轭值;am为随机产生的惩罚辅助变量;am≥0;λ为惩罚项对应的惩罚系数,用来控制的可行性;m=1,2,…,M,M为反射单元数。
S6、对第一优化子问题和第二优化子问题进行交错迭代处理,得到最优的主动波束成形矢量、人工噪声矢量和反射系数。
对第一优化子问题和第二优化子问题进行交错迭代处理,可采用优化工具箱CVX求解,具体实现过程为:
步骤66、计算新的最大化网络的安全能量效率和最大化网络的安全能量效率的初始值之间的差值的绝对值;
步骤67、判断绝对值是否小于第一阈值,如是,则得到主动波束成形矢量、人工噪声矢量和反射系数,结束;如否,则进入步骤68;
下面通过对本实施例的多用户无线网络安全能效优化方法进行仿真,并与现有的其它方法作对比。仿真参数为:基站天线数4,合法用户个数为4,合法用户和窃听者噪声功率均为-60dBm。电路功率消耗为-20dBm,参考图3。
通过图4可知,本实施例的安全能效性能明显优于无人工噪声方法、随机反射系数方法或无反射面辅助的方案。说明了本实施例能有效地设计基站处的波束成形、人工噪声矢量以及关于反射面系数的优化,实现网络的安全能效性能的大幅提升。
通过图5可知,本实施例的方案通过优化反射相位,使得经过反射面反射后的信号波束,能精确地指向合法用户,同时抑制在窃听方向的泄露,因此本实施例所提方案的安全能效性能更高。
本实施例通过确定智能反射面的反射系数约束条件、含有抑制窃听者的人工噪声矢量的基站的发射功率约束条件和多用户无线网络的安全能量效率并构建最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题;在给定的反射系数下,将非凸优化问题转化凸优化的第一优化子问题(即波束成形矢量和人工噪声向量优化子问题);在给定的波束成形矢量和人工噪声向量下,将非凸优化问题转化凸优化的第二优化子问题(反射系数优化子问题);最后对第一优化子问题和第二优化子问题进行交错迭代处理,得到最优的主动波束成形矢量、人工噪声矢量和反射系数,得到优化的基站的波束成形、人工噪声矢量和反射相位,保证了经过反射面反射后的信号波束,能够精确地指向合法用户,同时抑制在窃听方向的泄露,提升了系统的能量效率和信息传输安全性,保证了多用户无线网络的安全能效性能;本实施例只需要基站和智能反射面的发送信号做简单的矩阵运算操作,硬件实现简单,实用性强。
另一实施例给出了一种多用户无线网络安全能效优化系统,该多用户无线网络安全能效优化系统包括:
设置模块,用于设置多用户无线网络的基站参数和智能反射面的反射系数;
确定模块,用于确定智能反射面的反射系数约束条件、含有抑制窃听者的人工噪声矢量的基站的发射功率约束条件和多用户无线网络的安全能量效率;
构建模块,用于根据多用户无线网络的安全能量效率的数学表达式、基站的发射功率约束条件和智能反射面的反射系数约束条件,构建最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题;
第一凸优化转换模块,用于对给定的反射系数下的最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题中的波束成形矢量和人工噪声向量进行凸优化转换,得到波束成形矢量和人工噪声向量的第一优化子问题;
第二凸优化转换模块,用于对给定的波束成形矢量和人工噪声向量下的最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题中的反射系数进行凸优化转换,得到反射系数的第二优化子问题;
交错迭代处理模块,用于对第一优化子问题和第二优化子问题进行交错迭代处理,得到最优的主动波束成形矢量、人工噪声矢量和反射系数。
其中,交错迭代处理模块包括:
计算子模块,用于计算新的最大化网络的安全能量效率和最大化网络的安全能量效率的初始值之间的差值的绝对值;
判断子模块,用于判断绝对值是否小于第一阈值,如是,则得到主动波束成形矢量、人工噪声矢量和反射系数,结束;如否,则进入赋值子模块;
赋值子模块,用于令i=i+1,并将新的最大化网络的安全能量效率赋给最大化网络的安全能量效率的初始值将第一求解子模块输出的wk、z和第二求解子模块输出的re、v2,k、v3、u1,k和u2,k分别赋给 和后输入给第一求解子模块。
以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制,尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种多用户无线网络安全能效优化方法,其特征在于,所述多用户无线网络安全能效优化方法包括如下步骤:
步骤一、设置多用户无线网络的基站参数和智能反射面的反射系数;
步骤二、确定智能反射面的反射系数约束条件、含有抑制窃听者的人工噪声矢量的基站的发射功率约束条件和多用户无线网络的安全能量效率;
步骤三、根据多用户无线网络的安全能量效率、基站的发射功率约束条件和智能反射面的反射系数约束条件,构建最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题;
步骤四、对给定的反射系数下的最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题中的波束成形矢量和人工噪声向量进行凸优化转换,得到波束成形矢量和人工噪声向量的第一优化子问题;
步骤五、对给定的波束成形矢量和人工噪声向量下的最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题中的反射系数进行凸优化转换,得到反射系数的第二优化子问题;
步骤六、对第一优化子问题和第二优化子问题进行交错迭代处理,得到最优的主动波束成形矢量、人工噪声矢量和反射系数。
4.根据权利要求3所述的多用户无线网络安全能效优化方法,其特征在于,步骤二中,所述安全能量效率为:
其中,Diag()为对角矩阵;为安全能量效率;和分别多用户无线网络的安全速率和总功率消耗;Pc为基站和所有合法用户的总电路功耗;PRIS(b)为每个反射单元的消耗功率;b为每个反射单元对应的移相器的分辨率;和分别为第k个合法用户和窃听者e的信息速率;Γk和Γe分别为第k个合法用户和窃听者e的信干噪比;wi为第i个合法用户的波束成形矢量,i=1,2,...,K,i≠k,K为合法用户数;F、gk、hk、ge和he分别为基站至反射面、基站至第k个合法用户、反射面至第k个合法用户、基站至窃听者e和反射面至窃听者e的信道矩阵,gk H、hk H、ge H和he H分别为gk、hk、ge和he的共轭转置, N和M分别为基站的天线数和反射单元数;σk -1和σe -1分别为第k个合法用户和窃听者e的接收噪声功率的倒数。
6.根据权利要求5所述的多用户无线网络安全能效优化方法,其特征在于,步骤四中,所述第一优化子问题为:
8.根据权利要求7所述的多用户无线网络安全能效优化方法,其特征在于,步骤六的具体实现过程为:
步骤66、计算新的最大化网络的安全能量效率和最大化网络的安全能量效率的初始值之间的差值的绝对值;
步骤67、判断绝对值是否小于第一阈值,如是,则得到主动波束成形矢量、人工噪声矢量和反射系数,结束;如否,则进入步骤68;
9.一种多用户无线网络安全能效优化系统,其特征在于,所述多用户无线网络安全能效优化系统包括:
设置模块,用于设置多用户无线网络的基站参数和智能反射面的反射系数;
确定模块,用于确定智能反射面的反射系数约束条件、含有抑制窃听者的人工噪声矢量的基站的发射功率约束条件和多用户无线网络的安全能量效率;
构建模块,用于根据多用户无线网络的安全能量效率的数学表达式、基站的发射功率约束条件和智能反射面的反射系数约束条件,构建最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题;
第一凸优化转换模块,用于对给定的反射系数下的最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题中的波束成形矢量和人工噪声向量进行凸优化转换,得到波束成形矢量和人工噪声向量的第一优化子问题;
第二凸优化转换模块,用于对给定的波束成形矢量和人工噪声向量下的最大化网络的安全能量效率的非凸优化问题中的反射系数进行凸优化转换,得到反射系数的第二优化子问题;
交错迭代处理模块,用于对第一优化子问题和第二优化子问题进行交错迭代处理,得到最优的主动波束成形矢量、人工噪声矢量和反射系数。
10.根据权利要求9所述的多用户无线网络安全能效优化系统,其特征在于,所述交错迭代处理模块包括:
计算子模块,用于计算新的最大化网络的安全能量效率和最大化网络的安全能量效率的初始值之间的差值的绝对值;
判断子模块,用于判断绝对值是否小于第一阈值,如是,则得到主动波束成形矢量、人工噪声矢量和反射系数,结束;如否,则进入赋值子模块;
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