In this paper, we propose to use hybrid relay-intelligent reflecting surface (HR-IRS) to improve the security performance of directional modulation (DM) system. In particular, the eavesdropper in this system works in full-duplex (FD) mode and he will eavesdrop on the confidential message (CM) as well as send malicious jamming. We aim to maximize the secrecy rate (SR) by jointly optimizing the receive beamforming, transmit beamforming and phase shift matrix (PSM) of HR-IRS. Since the optimization problem is un-convex and the variables are coupled to each other, we solve this problem by iteratively optimizing these variables. The receive beamforming and transmit beamforming are obtained based on generalized Rayleigh-Ritz theorem and Dinkelbach's Transform respectively. And for PSM, two methods, called separate optimization of PSM (SO-PSM) and joint optimization of PSM (JO-PSM) are proposed. Thus, two iterative algorithms are proposed accordingly, namely maximizing SR based on SO-PSM (Max-SR-SOP) and maximizing SR based on JO-PSM (Max-SR-JOP). The former has better performance and the latter has lower complexity. The simulation results show that when HR-IRS has sufficient power budget, the proposed Max-SR-SOP and Max-SR-JOP can enable HR-IRS-aided DM network to obtain higher SR than passive IRS-aided DM network.


翻译:在本文中,我们提议使用混合中继器反射表面(HR-IRS)来改进方向调制(DM)系统的安全性能,特别是,这个系统中的窃听器以全解(FD)模式运作,他将分别窃听机密信息(CM),并发出恶意干扰。我们的目标是通过联合优化HR-IRS的接收波束成形、传送波形和相向转换矩阵(PSM)来最大限度地提高保密率(SR)。由于优化的问题是不兼容,变数相互结合,我们通过迭接优化这些变数来解决这个问题。接收波形和传送波形成像将分别以普遍的Rayleg-Ritz theorem和Dinkelbach的变换为基础。对于PSM,我们提出了两种方法,即分别优化PSM(S-PS-PSM)和PSM(JO-PS-PSM)的优化和联合优化。因此,提出了两种迭代算算法,即最大限度地优化基于SOS-RO-OP-SR(SM)的IM)和IM-SR(MIS-SMA-SM)前显示充分的业绩结果。

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