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胡林, 刘锡炎, 齐倩, 雷宏江, 陈前斌. 可重构智能表面辅助多用户NOMA网络鲁棒安全资源分配. 中国科学: 信息科学, 2024, doi: 10.1360/SSI-2024-0262![]()
在NOMA网络中，由于硬件条件有限，NOMA用户端完美的串行干扰消除很难实现。此外，串行干扰消除中的解码顺序对于NOMA的性能有着重要的影响，而在可重构智能表面辅助NOMA网络中，由于可重构智能表面被动反射的特性，完美的信道信息是很难获取的。特别的，考虑到在多用户NOMA网络中，能量用户可能和窃听NOMA用户的信息，因此，本文在能量用户充当窃听节点的前提下，研究了可重构智能表面辅助多用户NOMA网络在不完美信道状态信息和不完美串行干扰消除场景下的功率最小化问题，为未来NOMA网络应用到5G通信中的安全节能问题提供参考。本文针对不完美信道状态信息和不完美串行干扰消除的应用场景，提出了一个可重构智能表面辅助多用户NOMA网络框架，考虑了能量用户充当潜在窃听节点的特殊场景，研究了不完美信道状态信息下的串行干扰消除解码顺序优化问题，通过优化串行干扰消除解码顺序、基站主动波束赋形和可重构智能表面被动波束赋形，在实现信号安全传输的同时最小化基站的发射功率。本文的创新点如下：
(1) 研究了NOMA在不完美信道状态信息下的串行干扰消除问题；
(2) 在可重构智能表面辅助多用户NOMA网络中，考虑能量用户作为窃听节点的特殊场景；
(3) 在不完美信息信息和不完美串行干扰消除的应用场景下，考虑能量用户充当潜在窃听节点，研究了可重构智能表面辅助多用户NOMA网络的功率最小化问题。
图1给出了本文算法的收敛性。从图中可以看出，本文算法在经过5次左右迭代后可以收敛，说明本文算法具有较好的收敛性。随着信道误差区域半径增加，基站的发射功率也随之增加，这是因为信道误差区域半径增大，信道估计误差也随之增大，基站需要花费更多的功率来克服信道误 差增大带来的影响。此外，从图中可以看出，不完美SIC会导致基站发射功率的增加。图2描绘了基站天线数量与发射功率的关系.基站天线数量增加，可以降低发射功率.因为天线数量增加可以提供更高的分集增益，从而在不降低目标速率的前提下降低所需发射功率。此外，在 天线数量一定的情况下，因为非鲁棒算法没有考虑不完美CSI 和不完美SIC，可以看成本文算法的理想场景，故发射功率最低，而随机解码顺序算法的SIC解码顺序无优化过程，由信息用户的初始信道增益决定，故发射功率最高。
