宁波大学金明获国家专利权
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龙图腾网获悉宁波大学申请的专利基于ISAC-IRS的节能与安全感知优化方法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:CN119697645B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-30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:202411804299.6,技术领域涉及:H04W12/80;该发明授权基于ISAC-IRS的节能与安全感知优化方法是由金明;刘殷宏设计研发完成,并于2024-12-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于ISAC-IRS的节能与安全感知优化方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于ISAC‑IRS的节能与安全感知优化方法,其将环境中存在的感知窃听者导致感知信息泄露的情况纳入,通过优化各个通信用户相关的波束形成矩阵、专用雷达信号的协方差矩阵和IRS的相移矩阵的相关矩阵,来实现基站发射功率最小化,实现节能效果,并同时保证足够的通信速率、感知接收机对雷达目标的检测概率尽可能大、感知窃听者对目标的检测概率尽可能小;因优化中变量间存在耦合,使得优化问题呈现非凸性,采用半正定形成、交替优化和迭代秩最小化方法对原问题进行求解,通过交替优化迭代得到局部最优解;优点是考虑了感知信息的保护机制提高了系统的安全性,将基站发射功率进行最小化优化,确保感知数据得到保护的同时尽可能消耗少的资源。
本发明授权基于ISAC-IRS的节能与安全感知优化方法在权利要求书中公布了:1.一种基于ISAC‑IRS的节能与安全感知优化方法,其特征在于包括以下步骤: 步骤1:建立一个考虑感知窃听者的ISAC‑IRS系统,该ISAC‑IRS系统中设置有多个通信用户、一个雷达目标、一个用于为通信用户提供服务且感知雷达目标的基站、一个用于辅助基站进行工作的IRS、一个用于根据其接收信号对雷达目标进行目标检测的感知接收机、一个试图监听基站的发射信号以静默地获取感知信息的感知窃听者,其中,基站的发射信号由多个通信信号和一个专用雷达信号叠加组成; 步骤2:建立ISAC‑IRS系统的通信性能指标、雷达感知性能指标、感知窃听性能指标,通信性能指标通过各个通信用户的接收信干噪比来衡量,雷达感知性能指标通过感知接收机对雷达目标的检测概率来衡量,感知窃听性能指标通过感知窃听者对目标的检测概率来衡量; 步骤3:为实现节能目的,在保证可靠通信和感知以及感知安全的基础上,最小化基站的发射功率,以各个通信用户的接收信干噪比、感知接收机对雷达目标的检测概率、感知窃听者对目标的检测概率为约束,联合优化各个通信用户相关的波束形成矩阵、专用雷达信号的协方差矩阵和IRS的相移矩阵的相关矩阵,构建优化问题,其中,每个通信用户相关的波束形成矩阵由基站为该通信用户设计的波束向量构成; 步骤4:通过将优化问题中针对感知接收机对雷达目标的检测概率的约束改写成检测概率仅与基站的发射信号的协方差矩阵有关的形式,将优化问题中针对感知窃听者对目标的检测概率的约束改写成线性形式,并忽略IRS的相移矩阵的相关矩阵的秩一约束和各个通信用户的接收信干噪比的秩一约束,将优化问题转化为半正定松弛问题; 步骤5:将半正定松弛问题分解为两个子问题,第1个子问题为关于各个通信用户相关的波束形成矩阵和专用雷达信号的协方差矩阵的子问题,在给定IRS的相移矩阵的相关矩阵的情况下优化各个通信用户相关的波束形成矩阵和专用雷达信号的协方差矩阵,此时第1个子问题为凸问题;第2个子问题为关于IRS的相移矩阵的相关矩阵的子问题,在给定各个通信用户相关的波束形成矩阵和专用雷达信号的协方差矩阵的情况下优化IRS的相移矩阵的相关矩阵,此时第2个子问题为凸问题; 步骤6:利用交替优化算法迭代求解第1个子问题和第2个子问题,得到各个通信用户相关的波束形成矩阵、专用雷达信号的协方差矩阵和IRS的相移矩阵的相关矩阵各自的局部最优解。
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