第51卷第3期2023年3月华中科技大学学报（自然科学版）J.HuazhongUniv.ofSci.&Tech.(NaturalScienceEdition)Vol.51No.3Mar.2023基于加权分数阶傅里叶变换的IRS安全通信李胜峰杨欣王伶(西北工业大学电子信息学院，陕西西安710072)摘要利用四阶加权分数傅里叶变换(4-WFRFT)和人工噪声(AN)，提出了一种基于人工噪声和加权分数阶傅里叶变换的智能反射表面(IRS)辅助的多进多出(MIMO)无线通信系统．为了提高信道质量，在基站(BS)、合法接收者(LU)和窃听者(Eve)组成的通信系统中引入智能反射面；进一步，为了提高该系统的安全性能，引入人工噪声并使用加权阶傅里叶变换．以最大保密速率(SR)为目标，以发射功率限制和智能反射面相移单元模为约束，联合优化了基站的发射预编码(TPC)矩阵、AN的协方差矩阵和智能反射面相移．由于所提问题是一个非凸问题，因此利用块坐标下降(BCD)算法交替更新变量，同时保持安全速率不递减，最后通过仿真结果验证了该方法提高系统安全性的有效性．关键词智能反射面；安全通信；物理层安全；人工噪声；加权分数阶傅里叶变换中图分类号TN918.91文献标志码A文章编号1671-4512(2023)03-0025-06SecurecommunicationofIRSbasedonweightedfractionalFouriertransformLIShengfengYANGXinWANGLing(SchoolofElectronicsandInformation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi,an710072，China)AbstractUsing4weighted-typedfractionalfouriertransform(4-WFRFT)andartificialnoise(AN)，amultiple-inputmultiple-out-put(MIMO)wirelesscommunicationsystemassistedbyintelligentreflectivesurface(IRS)basedonartificialnoiseandweightedfractionalFouriertransformwasproposed．Inordertoimprovethechannelquality，intelligentreflectivesurfaceswereintroducedintothecommunicationsystemcomposedofbasestations(BS)，legitimateusers(LU)andeavesdroppers(Eve)，andfurther，artificialnoisewasintroducedandweightedFouriertransformswereusedtoimprovethesecurityperformanceofthesystem．Withthemaximumsecrecyrate(SR)asthegoal，andthetransmissionpowerlimitationandintelligentreflectivesurfacephaseshiftunitmodeasconstraints，thetransmitprecoding(TPC)matrixofthebasestation，thecovariancematrixofANandtheintelligentreflectivesurfacephaseshiftwerejointlyoptimized．Sincetheproposedproblemisanon-convexprobl...
