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龍圖騰網(wǎng)恭喜重慶郵電大學(xué)申請(qǐng)的專利非完美CSI下IRS輔助的NOMA網(wǎng)絡(luò)安全速率最大化方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN116709383B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-13發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202310721775.7，技術(shù)領(lǐng)域涉及：H04W24/02；該發(fā)明授權(quán)非完美CSI下IRS輔助的NOMA網(wǎng)絡(luò)安全速率最大化方法是由樊自甫;何魯娜;王正強(qiáng);萬(wàn)曉榆;多濱設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2023-06-16向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本非完美CSI下IRS輔助的NOMA網(wǎng)絡(luò)安全速率最大化方法在說(shuō)明書(shū)摘要公布了：本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)一種非完美CSI下IRS輔助的NOMA網(wǎng)絡(luò)安全速率優(yōu)化方法，該方法考慮了多個(gè)竊聽(tīng)者存在且竊聽(tīng)信道為非完美CSI的情況，在滿足基站最大發(fā)射功率、IRS相移、SIC解碼約束下，實(shí)現(xiàn)最大化NOMA網(wǎng)絡(luò)安全速率。本發(fā)明基于非完美CSI下IRS輔助的NOMA網(wǎng)絡(luò)的最大化安全速率模型，首先基于合法用戶的組合信道增益來(lái)確定SIC解碼順序，基于松弛變量、懲罰函數(shù)、S?procedure等方法將目標(biāo)函數(shù)和約束轉(zhuǎn)化為凸優(yōu)化問(wèn)題，然后采用交替迭代算法，以最大化合法用戶的安全速率。該發(fā)明所提供的方法，與集中部署IRS、隨機(jī)相移、無(wú)IRS的資源分配方案對(duì)比，能夠有效提高系統(tǒng)的安全速率，并且增強(qiáng)了NOMA網(wǎng)絡(luò)的魯棒性，實(shí)用性和可行性強(qiáng)。

本發(fā)明授權(quán)非完美CSI下IRS輔助的NOMA網(wǎng)絡(luò)安全速率最大化方法在權(quán)利要求書(shū)中公布了：1.一種非完美CSI下IRS輔助的NOMA網(wǎng)絡(luò)安全速率最大化方法，其特征在于，包括以下步驟：101、在考慮多個(gè)竊聽(tīng)者存在且竊聽(tīng)信道的非完美CSI條件下，建立非完美CSI下IRS輔助的NOMA網(wǎng)絡(luò)安全速率最大化模型；102、初始化目標(biāo)問(wèn)題的相關(guān)參數(shù)，包括波束形成向量wk、IRS相移Θ、安全速率判決門限ξ及秩一精度ρn；103、根據(jù)合法用戶的組合信道增益確定SIC解碼順序；104、根據(jù)確定的SIC解碼順序，給定IRS相移，求解出波束形成向量，并將其更新；105、根據(jù)確定的SIC解碼順序，給定波束形成向量，求解出IRS相移，并將其更新；106、內(nèi)層迭代安全速率更新收斂判斷：若兩次的安全速率差值的絕對(duì)值不大于安全速率判決門限，并且正懲罰項(xiàng)ρ小于秩一精度ρn，則安全速率收斂，給出內(nèi)層最大的安全速率；若兩次的安全速率差值的絕對(duì)值大于安全速率判決門限，或正懲罰項(xiàng)ρ大于等于秩一精度ρn，則將此時(shí)的安全速率保存，并跳轉(zhuǎn)到步驟105，直到安全速率滿足條件，給出內(nèi)層迭代的最大安全速率；107、外層迭代安全速率更新收斂判斷：若兩次的安全速率差值的絕對(duì)值與當(dāng)前的安全速率比值不大于安全速率判決門限，則安全速率收斂，給出外層最大的安全速率，方法結(jié)束；若兩次的安全速率差值的絕對(duì)值與當(dāng)前的安全速率比值大于安全速率判決門限，則將此時(shí)的安全速率保存，并跳轉(zhuǎn)到步驟104，直到安全速率滿足條件，給出最大的安全速率；所述步驟101具體為：在考慮多個(gè)竊聽(tīng)者存在且竊聽(tīng)信道的非完美CSI條件下，建立非完美CSI下IRS輔助的NOMA網(wǎng)絡(luò)安全速率最大化目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題為 式中，RS,k為合法用戶Uk的可達(dá)安全速率，為基站到竊聽(tīng)者El、IRS到竊聽(tīng)者El的信道增益估計(jì)誤差，k為合法用戶索引值，K為合法用戶個(gè)數(shù)；約束C1為IRS相移約束，αn為IRS第n個(gè)反射元件的相移，N為IRS的反射元件個(gè)數(shù)；約束C2為基站最大發(fā)射功率約束，Pmax為基站最大發(fā)射功率；約束C3為確保SIC解碼成功，實(shí)現(xiàn)合法用戶之間的公平性，Rk為Uk的速率，Rj→k為Uk解碼合法用戶Uj的速率，sk、sj為Uk、Uj的解碼順序；約束C4中Ω為SIC解碼順序集合；所述步驟103具體包括：根據(jù)合法用戶的組合信道增益確定SIC解碼順序，最大化所有合法用戶組合信道增益的和的優(yōu)化問(wèn)題為 式中，為引入的輔助信道增益矩陣，為基站到合法用戶Uk的信道增益，為IRS到合法用戶Uk的組合信道增益，為第T個(gè)IRS到合法用戶Uk的信道增益，G＝[G1,...,GT]T為基站到IRS的組合信道增益，GT為基站到第T個(gè)IRS的信道增益，為引入的輔助相移矩陣和向量，為IRS相移向量，αn為IRS第n個(gè)反射元件的相移，≥為半正定符號(hào)；所述步驟104，根據(jù)確定的SIC解碼順序，給定IRS相移Θ，求解出波束形成向量wk，具體為：固定Θ，優(yōu)化波束形成向量wk，優(yōu)化問(wèn)題為 式中，是合法用戶Uk的速率SCA取得的下界，為Uk的組合信道增益，為IRS相移矩陣Θ的對(duì)角線組成的相移向量，為引入的輔助信道增益矩陣，為IRS到Uk的信道增益，G為基站到IRS的信道增益，為基站到Uk的信道增益，ut為第t次迭代中u的值，sj、sk為合法用戶Uk、Uj的解碼順序，為Uk的高斯噪聲，為第t次迭代中wj的值；約束C1和約束C2由含有不確定參數(shù)的竊聽(tīng)速率基于松弛變量、S-procedure方法轉(zhuǎn)化為有限線性矩陣不等式得到的，約束C1中γl,k、為引入的輔助變量，為利用1階泰勒展開(kāi)，在第t次迭代中給定可行點(diǎn)處的上界，εB,l＞0、εr,l＞0分別表示基站到竊聽(tīng)者El和IRS到El信道增益估計(jì)誤差的范圍，為引入的輔助變量，0表示零矩陣，I表示單位矩陣，N表示IRS的反射元件個(gè)數(shù)，M表示基站的天線個(gè)數(shù)；約束C2中為聯(lián)合波束形成矩陣，為竊聽(tīng)者El的竊聽(tīng)速率得分式中的分母部分在第t次迭代的可行點(diǎn)處一階泰勒展開(kāi)取得的下界，x*表示x的共軛，為引入的輔助變量，為El的估計(jì)信道矩陣，為IRS到竊聽(tīng)者El和基站到El估計(jì)信道，為El的高斯噪聲；約束C3中Pmax為基站最大發(fā)射功率；約束C4為確定SIC解碼順序后將問(wèn)題P2中的約束C3重新轉(zhuǎn)化得到的，右側(cè)為在第t次迭代的可行點(diǎn)處一階泰勒展開(kāi)；約束C5為引入的輔助變量約束；所述步驟105，根據(jù)確定的SIC解碼順序，給定波束形成向量wk，求解出IRS相移Θ，具體為：固定波束形成向量wk，優(yōu)化IRS相移Θ，優(yōu)化問(wèn)題為 式中，是合法用戶Uk的速率SCA取得的下界，為Uk的組合信道增益，為IRS到Uk的信道增益，G為基站到IRS的信道增益，為基站到Uk的信道增益，ut為第t次迭代中u的值，為Uk的高斯噪聲，wt為第t次迭代中w的值，ζ＞0表示懲罰項(xiàng)的常數(shù)比例因子，ρ為正懲罰項(xiàng)；約束C1為將松弛為凸LMI形式并保證秩一約束轉(zhuǎn)化得到的，αn為IRS第n個(gè)反射元件的相移，第二個(gè)式子的左側(cè)為在第t次迭代的可行點(diǎn)處一階泰勒展開(kāi)；約束C2為確定SIC解碼順序后將問(wèn)題P2中的約束C3重新轉(zhuǎn)化得到的，右側(cè)為在第t次迭代的可行點(diǎn)處一階泰勒展開(kāi)；約束C3中γl,k、為引入的輔助變量，為利用1階泰勒展開(kāi)，在第t次迭代中給定可行點(diǎn)處的上界，εB,l＞0、εr,l＞0分別表示基站到竊聽(tīng)者El和IRS到El信道增益估計(jì)誤差的范圍，為引入的輔助變量，0表示零矩陣，I表示單位矩陣，N表示IRS的反射元件個(gè)數(shù)，M表示基站的天線個(gè)數(shù)；約束C4中Si＝[diagsi,0]，Vi＝[diagvi；0]，si、vi為進(jìn)行奇異值分解得到的，表示取的前N個(gè)值，為引入的輔助變量，為竊聽(tīng)者El的估計(jì)信道矩陣，為El的高斯噪聲；約束C5為引入的輔助變量約束。

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