多天线中继系统中的鲁棒安全波束成形

摘要

针对放大转发(amplify-and-forward,AF)多天线中继系统中存在多个单天线窃听者的情况,提出具有鲁棒性的人工噪声辅助波束成形传输方案.中继节点可获得合法用户的理想信道状态信息和窃听者的非理想信道状态信息.在总发送功率和单个天线功率受限的情况下,通过联合优化波束成形和人工噪声协方差矩阵,最大化系统的最差情况(worst-case)安全速率.针对优化问题的非凸性,提出基于半定松弛(semidefinite relaxation,SDR)和S-过程(S-pro-cedure)的双层优化算法,证明半定松弛问题存在秩-1波束成形解.仿真结果表明,所提方案具有鲁棒性且性能优于其它方案.