This paper investigates the security enhancement of an intelligent reflecting surface (IRS) assisted non-orthogonal multiple access (NOMA) network, where a base station (BS) serves users securely in the assistance of distributed IRSs. Considering that eavesdropper's instantaneous channel state information (CSI) is challenging to acquire in practice, we utilize secrecy outage probability (SOP) as the security metric. A problem of maximizing the minimum secrecy rate among users, by jointly optimizing transmit beamforming of base station (BS) and phase shifts at IRSs, is formulated. For special case with a single-antenna BS, we derive the closed-form SOP expressions and propose a novel ring-penalty based successive convex approximation (SCA) algorithm to design power allocation and phase shifts jointly. While for general case with a multi-antenna BS, we develop a Bernstein-type inequality based alternating optimization (AO) algorithm to solve the challenging problem. Numerical results validate the advantages of the proposed algorithms over the baseline schemes. Particularly, we reveal that: 1) the secrecy rate peak is achieved only when distributed IRSs share the reflecting elements equally; 2) the distributed IRS deployment does not always outperform the centralized IRS deployment, due to the tradeoff between the number of IRSs and the reflecting elements equipped at each IRS.


翻译:本文探讨了智能反射表面(IRS)辅助非垂直多存(NOMA)网络的安全增强问题,基础站(BS)在帮助分布式IRS时安全地为用户服务。考虑到窃听器的即时频道状态信息(CSI)在实践中很难获得,我们使用保密中断概率(SOP)作为安全衡量标准。制定了通过联合优化基站的信号成像和IRS的分阶段转换来最大限度地提高用户最低保密率的问题。对于单安纳 BS的特例,我们推出封闭式SOP表达式,并提出基于环形同步近似(SCA)的新颖的环形组合式近似(CAS)算法,以设计权力分配和阶段性转移。对于多安纳BS的一般情况,我们开发了基于交替优化(AO)算法的伯恩斯坦式不平等度,以解决具有挑战性的问题。数字结果证实了拟议的算法在基线计划上的优势。我们发现:1)在配置IRS的每个配置要素之间,只有在分配的内源系统系统系统系统(IS)的部署中,才总是能够反映内流式的中央部署要素之间的配置。

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