안전한 STAR-RIS 지원 다중 사용자 MISO 속도 분할 하향링크에서의 SWIPT

Core Concepts

STAR-RIS를 활용하여 정보 수신기(IR)에 정보를 전송하고 신뢰할 수 없는 에너지 수신기(UER)에 에너지를 전송하는 안전한 SWIPT 기반 RSMA 하향링크 솔루션을 제안합니다. 제안된 방법은 IR의 최악의 경우 합 보안 속도를 최대화하며, 총 전송 전력, UER의 최소 합 에너지 및 RIS 전송 및 반사 계수에 대한 제약 조건을 고려합니다.

Abstract

이 논문은 STAR-RIS를 활용한 안전한 SWIPT 기반 RSMA 하향링크 솔루션을 제안합니다. 주요 내용은 다음과 같습니다:

STAR-RIS를 사용하여 정보 수신기(IR)에 정보를 전송하고 신뢰할 수 없는 에너지 수신기(UER)에 에너지를 전송하는 시스템 모델을 제시합니다. IR의 채널 상태 정보(CSI)는 송신기에 알려져 있지만 UER의 CSI는 불완전합니다.

RSMA를 활용하여 IR 메시지를 공통 및 개인 부분으로 분할하고, 송신기에서 선형 송신 전처리를 수행하며, IR에서 연속 간섭 제거를 수행합니다.

IR의 최악의 경우 합 보안 속도를 최대화하는 문제를 정식화하며, 이는 총 전송 전력, UER의 최소 합 에너지 및 RIS 전송 및 반사 계수에 대한 제약 조건을 포함합니다.

제안된 문제는 비볼록 특성으로 인해 어려운 문제이므로, 순차적 매개변수 볼록 근사(SPCA) 방법을 기반으로 하는 두 단계 반복 알고리즘을 제안합니다.

시뮬레이션을 통해 제안된 방법이 직교 다중 접속(OMA) 및 비직교 다중 접속(NOMA)보다 우수한 성능을 보임을 입증합니다.

Stats

총 전송 전력 제약: Tr(PPH) + Tr(FFH) ≤Pt
UER의 최소 합 에너지 제약: Σj∈J min∆gr,j{Qj} ≥Eth
RIS 전송 및 반사 계수 제약: βt
m, βr
m ∈[0, 1]; βt
m + βr
m = 1; θt
m, θr
m ∈[0, 2π)

Quotes

"RSMA는 NOMA와 SDMA보다 더 나은 다중화 및 스펙트럼 효율을 달성할 수 있습니다."
"제안된 방법은 OMA 및 NOMA보다 우수한 성능을 보입니다."

Key Insights Distilled From

Secure SWIPT in the Multiuser STAR-RIS Aided MISO Rate Splitting Downlink

by Hamid Reza H... at arxiv.org 05-01-2024

https://arxiv.org/pdf/2211.09081.pdf

Deeper Inquiries

STAR-RIS의 다른 운영 모드(예: 전체 전송 모드, 전체 반사 모드)가 제안된 솔루션에 어떤 영향을 미칠 수 있습니까

STAR-RIS의 다른 운영 모드(예: 전체 전송 모드, 전체 반사 모드)가 제안된 솔루션에 어떤 영향을 미칠 수 있습니까?
STAR-RIS의 다른 운영 모드가 제안된 솔루션에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 전체 전송 모드에서는 STAR-RIS가 주로 정보 전달에 사용되며, 전체 반사 모드에서는 주로 신호 반사에 사용됩니다. 이러한 모드 간 전환은 전체적인 시스템 성능에 영향을 줄 수 있습니다. 전체 전송 모드에서는 STAR-RIS가 주로 정보 전달에 사용되므로, 정보 전송 속도와 품질에 미치는 영향이 클 수 있습니다. 반면에 전체 반사 모드에서는 주로 신호 반사에 사용되므로, 전파의 방향성과 강도에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서, 각 모드의 특성을 고려하여 적절한 운영 모드를 선택하는 것이 중요합니다.

제안된 방법을 다른 보안 기법(예: 인공 잡음 생성)과 결합하면 어떤 성능 향상을 얻을 수 있습니까

제안된 방법을 다른 보안 기법(예: 인공 잡음 생성)과 결합하면 어떤 성능 향상을 얻을 수 있습니까?
제안된 방법과 인공 잡음 생성과 같은 다른 보안 기법을 결합하면 더 높은 보안 수준과 성능 향상을 기대할 수 있습니다. 인공 잡음 생성은 무선 통신에서 정보를 보호하고 무단 접근을 방지하는 데 사용됩니다. STAR-RIS와 인공 잡음 생성을 결합하면 통신 경로를 보호하고 무단 접근을 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다. STAR-RIS가 제공하는 다양한 운영 모드와 인공 잡음 생성의 결합은 통신의 안전성과 보안성을 높일 수 있습니다. 또한, 인공 잡음 생성은 통신 품질을 향상시키고 무선 네트워크의 신뢰성을 높일 수 있습니다. 따라서, 제안된 방법과 다른 보안 기법을 결합하여 ganz한 시스템 보안성과 성능을 향상시킬 수 있습니다.

STAR-RIS 기술이 미래 무선 네트워크에 어떤 다른 혁신적인 응용 분야를 제공할 수 있습니까

STAR-RIS 기술이 미래 무선 네트워크에 어떤 다른 혁신적인 응용 분야를 제공할 수 있습니까?
STAR-RIS 기술은 미래 무선 네트워크에서 다양한 혁신적인 응용 분야를 제공할 수 있습니다. 예를 들어, STAR-RIS를 활용하여 네트워크의 전파 방향을 조절하고 다양한 서비스를 제공할 수 있습니다. 또한, STAR-RIS를 사용하면 네트워크의 대역폭을 효율적으로 관리하고 향상시킬 수 있습니다. 또한, STAR-RIS를 활용하면 다중 사용자 환경에서 효율적인 데이터 전송과 통신이 가능해집니다. 또한, STAR-RIS를 사용하면 네트워크의 안전성과 보안성을 향상시킬 수 있습니다. 따라서, STAR-RIS 기술은 미래 무선 네트워크에서 다양한 혁신적인 응용 분야를 개척할 수 있습니다.