广东工业大学姚剑萍获国家专利权
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龙图腾网获悉广东工业大学申请的专利一种STAR-RIS辅助ISAC系统中对抗感知与通信窃听的方法和装置获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119835649B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-19发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411867441.1,技术领域涉及:H04W16/10;该发明授权一种STAR-RIS辅助ISAC系统中对抗感知与通信窃听的方法和装置是由姚剑萍;戴振腾;常建;蔡国发;许杰设计研发完成,并于2024-12-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种STAR-RIS辅助ISAC系统中对抗感知与通信窃听的方法和装置在说明书摘要公布了:本发明公开了一种STAR‑RIS辅助ISAC系统中对抗感知与通信窃听的方法和装置,其中的方法为:建立STAR‑RIS辅助ISAC系统模型;以最大化通信端的保密速率为优化目的,以通信波束、感知波束和STAR‑RIS的透射反射系数为优化变量,构建目标优化问题;采用基于逐次凸逼近和惩罚对偶分解的交替优化算法,对目标优化问题进行求解。本发明通过将STAR‑RIS的反射和透射端分为感知区域和通信区域,并同时考虑了STAR‑RIS辅助ISAC系统的通信安全和感知安全;通过利用基于逐次凸逼近和惩罚对偶分解的交替优化算法,在保证感知端性能和感知安全的前提下,通过优化STAR‑RIS辅助ISAC系统中的通信波束、感知波束和STAR‑RIS的透射反射系数来最大化通信端的安全速率,从而保证STAR‑RIS辅助ISAC系统的安全性。
本发明授权一种STAR-RIS辅助ISAC系统中对抗感知与通信窃听的方法和装置在权利要求书中公布了:1.一种STAR-RIS辅助ISAC系统中对抗感知与通信窃听的方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤S1:建立STAR-RIS辅助ISAC系统模型;所述STAR-RIS辅助ISAC系统模型由ISAC基站、一个具有N个元件的STAR-RIS、一个单天线通信用户、一个单天线通信窃听者、一个单天线感知目标和一个单天线感知窃听者组成;其中,所述ISAC基站的天线阵列采用均匀线性阵列布置;所述STAR-RIS的元件的阵列采用均匀平面阵列布置;所述ISAC基站同时发送通信信号和感知信号,且所述通信信号能够用于协助感知; 步骤S2:以最大化通信用户的保密速率为优化目的,以通信波束wc,、感知波束ws,和STAR-RIS的透射反射系数θt,θr为优化变量,构建目标优化问题,其中, 通过优化通信波束wc,、感知波束ws,和STAR-RIS的透射反射系数θt,θr,最大化通信用户的保密速率;其中, 所述目标优化问题为: s.t.||wc||2+||ws||2≤Pt,1a Ρs≥τs,1d Ρs,e≤τs,e,1e 式中:1a表示ISAC基站的发射功率约束;1b和1c分别表示耦合STAR-RIS的幅值约束和相移约束;1d和1e分别表示感知目标和感知窃听者处的增益约束;Pt表示ISAC基站的最大传输功率;Rc表示通信用户处的保密速率;βn,t,βn,r分别表示耦合相移的STAR-RIS的透射系数幅值和反射系数幅值;φn,t,φn,r分别表示耦合相移的STAR-RIS的透射系数和反射系数的相移;Ps表示感知目标处的波束增益;Ps,e表示感知窃听者处的波束增益,τs,τs,e分别表示设定的阈值; 其中,通信用户处的保密速率Rc的计算公式为: 其中,感知目标处的波束增益Ps和知窃听者处的波束增益Ps,e分别为: 式中:G表示ISAC基站到STAR-RIS的信道增益;hs,hs,e分别表示SATR-RIS到感知目标和感知窃听者处的信道增益;表示通信用户和通信窃听者处的高斯白噪声方差; 步骤S3:采用逐次凸逼近和惩罚对偶分解的交替优化算法,对目标优化问题进行求解; 采用惩罚对偶分解的算法,通过引入辅助变量对偶变量λt,λr和惩罚参数ρ,得到目标优化问题的增广拉格朗日问题: s.t.||wc||2+||ws||2≤Pt,6a Ρs≥τs,6d Ρs,e≤τs,e,6e 接着将该增广拉格朗日问题分解为三个子问题,三个子问题分别为:关于变量{wc,ws}的子问题一、关于变量{θt,θr}的子问题二和关于变量的子问题三,并分别对子问题一、子问题二和子问题三进行求解。
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