[发明专利]面向5G应用的基于大规模可重构智能表面安全传输方法

权利要求书

1.一种面向5G应用的基于大规模可重构智能表面安全传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1. 初始化L个可重构智能表面的反射单元，每个可重构智能表面中配制的反射单元的数量为M，L为可重构智能表面的数量，初始化安全能效；

S2. 对变量和进行优化:

其中，为目标函数，表示通信带宽， 表示对复数取实部操作， 为中间变量，，为等效的主信道，，表示对矩阵或向量进行复共轭转置操作，表示以向量作为对角元素构成的对角矩阵，表示信号发射机到合法用户的信道，表示信号发射机到第个可重构智能表面的信道，，表示第个可重构智能表面到合法用户的信道；为等效的窃听信道，，表示信号发射机到第个窃听者的信道，表示第个可重构智能表面到第个窃听者的信道； 为合法用户的接收噪声方差，为第个窃听者的接收噪声方差；表示信号发射机的波束成形向量，为最强窃听能力的窃听器的信噪比上限；为第n次迭代的波束成形向量，的初始值为随机预设的可行解；为第n次迭代的相移列向量，的初始值为随机预设的可行解；为第n次迭代的最强窃听能力的窃听器的信噪比上限，的初始值为随机预设的可行解；为信号发射机的功率放大器有效系数，为信号发射机的发射功率；为信号发射机中每根天线的恒定电路功耗，为合法用户中天线的恒定电路功耗，为每个可重构智能表面中第m个可编程的b位分辨率反射单元的功耗，为信号发射机的预设的最大功率，N为信号发射机的发射天线的数量，K为非法窃听者的数量；

得到优化后的和；

S3. 根据步骤S2得到的最优的波束成形向量和最优的最强窃听能力的窃听器的信噪比上限，求解可重构智能表面的相移列向量：

（2a）

（2b）

其中，为优化后的，表示相移列向量的第1到LM行元素组成的子向量，，为取相位操作，，为取共轭操作，为步骤S2中的第1到LM行元素组成的子向量，其初始值为的初始值中第1到LM行元素组成的子向量，，表示等效的主信道中第1到LM行元素组成的子矩阵，，，，表示等效的窃听信道中1到LM行元素组成的子矩阵，，是矩阵的最大特征值运算，是LM×LM维单位矩阵， ；为非负因子，采用二分法求解得到；

得到最优的相移列向量；

S4. 经步骤S2和S3优化，得到最优的波束成形向量、最优的最强窃听能力的窃听器的信噪比上限和最优的相移列向量，然后，更新迭代次数，令，，，并计算安全能效：

S5. 当时，重复步骤S2～S4，其中，为预设精度；

当时，信号发射机将得到的可重构智能表面的最优的相移列向量进行离散化处理：

其中，代表最优的相移列向量 的第个元素共轭处理后的相位；表示离散后的相移，，其中，，，表示每个反射单元的相移；

S6. 信号发射机利用最优的波束成形向量控制保密信号传输方向，利用相移矩阵控制大规模可重构智能表面的相移，实现对接收到的保密信号的波束成形处理。