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基于用户协作干扰的IRS辅助安全传输方案吴皓威1，2刘燕1王柳彬1欧静兰1，3(1．重庆大学微电子与通信工程学院，重庆400044；2．重庆大学通信与测控中心，重庆400044；3．空天地网络互连与信息融合重庆市重点实验室，重庆400044)摘要针对协作通信网络无线信道高度开放的信息安全问题，提出一种基于智能反射面(IRS)辅助通信与用户协作干扰的下行链路物理层安全传输方案，并给出了一种基于交替迭代的保密容量最大化算法．该方案中智能反射面通过调整反射相位辅助合法用户进行通信，并且全双工用户在接收有用信号的同时发射人工噪声，从而增强系统信息安全传输．为了求解系统保密容量的非凸优化问题，利用交替迭代算法将其分解为3个子问题，分别对基站波束成形矢量、系统功率分配系数及IRS相移矩阵进行优化．在求解的过程中推导了波束成形矢量和功率分配系数的闭式解，并分别利用连续凸近似和黎曼流形优化两种算法得到了IRS的最佳相移矩阵．分析与仿真结果表明：所提出的方案能够快速收敛，且基于黎曼流形的优化算法具有更低的复杂度．与随机相位或固定功率系数的方案相比，该方案能够显著提高系统安全性能．关键词智能反射面；物理层安全；人工噪声；连续凸近似；黎曼流形优化中图分类号TN92文献标志码A文章编号1671-4512(2023)03-0038-09IRS-assistedsecuritytransmissionschemebasedonusercooperativeinterferenceWUHaowei1,2LIUYan1WANGLiubin1OUJinglan1,3(1．SchoolofMicroelectronicsandCommunicationEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China；2．CenterofCommunicationandTrackingTelemetryCommand，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China；3．ChongqingKeyLaboratoryofSpaceInformationNetworkandIntelligentInformationFusion，Chongqing400044，China)AbstractFortheinformationsecurityissueofhighlyopenwirelesschannelsincooperativecommunicationnetworks，adownlinkphysical-layersecuritytransmissionschemebasedonIRS-assistedcommunicationandusercooperativeinterferencewasproposed，andanalgorithmformaximizingsecuritycapacitybasedonalternativeiterationwasgiven．Inthisscheme，phaseshiftsofIRSwereadjustedtoassistconfidentialcommunicationforlegitimateuser，andful...
