IRS 지원 인지 무선 네트워크를 위한 안전하고 에너지 효율적인 전송

인지 무선 네트워크(CRNs)에서 보조 사용자(SUs)의 스펙트럼 효율(SE)과 보안은 주 사용자(PUs)에 대한 간섭의 제한과 PUs와 공유된 스펙트럼으로 인해 두 가지 주요 문제로 부각되었다. 최근에는 지능형 반사면(IRS)이 무선 통신의 SE와 물리 계층 보안을 향상시키는 데 도움을 줄 수 있는 혁신적인 기술로 제안되었다. 본 논문은 다중 안테나 인지 기지국(CBS)이 복수의 협조된 도청자(Eves)가 존재하는 상황에서 IRS를 통해 SU와 통신하기 위해 PU에 할당된 스펙트럼을 활용하는 언더레이 CRN에서의 IRS 적용에 대해 조사한다. 비밀 비율(SR)과 에너지 소비 간의 트레이드오프를 달성하기 위해, CBS의 전송 빔포밍과 IRS의 반사 빔포밍을 공동으로 설계하여 비밀 에너지 효율(SEE) 극대화 문제를 조사한다. 결합 변수가 있는 비볼록 문제를 해결하기 위해, 우리는 서브 문제 1에 대해 반복적인 패널티 함수 기반 알고리즘을 이용하고 서브 문제 2에 대해 두 비볼록 함수의 차이를 이용하여 서브 문제를 교대로 해결하는 반복적인 교대 최적화 알고리즘을 제안한다. 또한 계산 복잡성을 줄이기 위해 이차 원추 프로그래밍(SOCP) 근사 접근 방식을 제공한다. 마지막으로, 시뮬레이션 결과는 IRS가 SE를 상당히 개선하고 CRNs의 물리적 계층 보안을 강화하는 데 도움을 줄 수 있음을 보여준다. 또한, SR과 에너지 소비 간의 트레이드오프를 달성하는 데 있어 우리가 제안한 알고리즘의 효과성과 우수성을 검증하였다.