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无线电通信技术2026年第02期:IRS辅助无人机安全通信的波束成形与联合轨迹优化

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王文捷;仲伟志;李欣妮;张恒硕;华博宇;

单位:南京航空航天大学航天学院;南京航空航天大学空间光电探测与感知工业和信息化部重点实验室;南京航空航天大学电子信息工程学院;

摘要:针对智能反射面(Intelligent Reflecting Surface, IRS)辅助无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)安全通信中波束与轨迹联合优化存在的强耦合、非凸难解的问题,面向单用户多输入单输出(Multiple-Input Single-Output, MISO)场景提出一种基于交替优化与逐次凸逼近(Successive Convex Approximation, SCA)的联合优化方法。该方法利用交替优化与凸逼近策略分别解耦发射波束成形、IRS相移优化与UAV轨迹优化3个子问题,并通过求解发射端广义特征向量、分式规划(Fractional Programming, FP)IRS相移以及凸优化UAV轨迹,实现了系统保密速率的有效提升。数值仿真结果证明,联合优化有源、无源波束成形与UAV轨迹,能够有效提升系统的保密性能,且合理的发射天线规模、IRS反射单元数以及UAV飞行时长的设计,能够有效提升算法的可靠性和稳健性。

关键词:无人机通信;;智能反射面;;物理层安全;;波束成形;;轨迹优化

基金资助:国家自然科学基金面上项目(62271250,62431014);; 南京航空航天大学空间光电探测与感知工业和信息化部重点实验室开放课题资助(NJ2025050-02);; 中央高校基本科研业务费资助(NJ2025050)~~