本技术涉及移动通信，特别是涉及一种rsma-isac系统的安全波束赋形方法。
背景技术：
1、感知通信一体化(integrated sensing and communication，isac)，作为一种能够解决通信频谱和雷达频谱之间拥塞问题的新兴技术，被视为未来6g无线网络中的重要组成部分之一。通过将通信与感知功能集成到单个硬件平台和波形中，isac系统可以同时进行数据传输和目标感知，从而提高频谱和能量效率，并且降低硬件和信令成本。
2、然而目前为了将isac技术应用于现有的无线网络中，人们一般是将isac与空分多址(space division multiple access,sdma)技术结合在一起，从而发挥sdma的干扰管理能力。并没有将rsma技术应用到isac技术中，对于rsma-isac系统中的安全波束设计还处于空白阶段，这限制了rsma-isac技术的实际应用。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够基于rsma-isac系统生成安全波束的rsma-isac系统的安全波束赋形方法。
2、一种rsma-isac系统的安全波束赋形方法，所述方法包括：
3、构建rsma-isac系统；rsma-isac系统包括通信模块和感知模块；通信模块采用rsma技术对用户消息进行速率分割和编码后得到公共数据流和私有数据流，向公共数据流和私有数据流中加入干扰符号后经预编码器映射到发射天线上，得到待发射的isac信号；感知模块用于根据已有的感知目标相关的信息计算出感知目标当前的位置不确定性范围，并将计算值数据传入到通信模块中的预编码器中更新isac安全的预编码向量；
4、根据待发射的isac信号生成过程中分配的预编码向量和isac基站与用户之间的通信通道以及isac基站到目标端的通信信道进行计算得到用户解码公共数据流的可达速率、用户解码属于自身的私有数据流对应的可达速率、目标端的解码公共数据流的可达速率和目标端解码相应用户的私有数据流的可达速率；
5、利用用户解码公共数据流的可达速率和目标端的解码公共数据流的可达速率计算得到公共消息的可达安全率；利用用户解码属于自身的私有数据流对应的可达速率和目标端解码相应用户的私有数据流的可达速率计算得到私有消息的可达安全速率；根据公共消息的可达安全率和私有消息的可达安全速率求和得到最坏情况下的安全速率；
6、根据用户所需的最小速率，目标回波所需达到的最小信号强度以及基站提供的最大发射功率设置安全速率最大化问题的约束条件；以及将最坏情况下的安全速率设置为安全速率最大化问题的目标函数，根据目标函数和约束条件建立安全速率最大化问题的求解模型；
7、采用半定松弛算法对求解模型进行求解，得到波束赋形向量；根据波束赋形向量实现安全波束生成。
8、在其中一个实施例中，通信模块采用rsma技术对用户消息进行速率分割和编码后得到公共数据流和私有数据流，包括：
9、通信模块采用rsma技术对用户消息进行速率分割，将用户消息分为用户公共消息和用户私有消息，对用户公共消息进行共同编码形成公共数据流，对用户私有消息则采用各自编码的方式产生私有数据流。
10、在其中一个实施例中，向公共数据流和私有数据流中加入干扰符号后经预编码器映射到发射天线上，得到待发射的isac信号，包括：
11、向公共数据流和私有数据流中加入干扰符号后经预编码器映射到发射天线上，得到待发射的isac信号为
12、
13、其中，p＝[pc,p1,…,pk,pn]表示预编码矩阵，s＝[sc,s1,…,sk,sn]t表示用户数据流向量，sc表示公共数据流，sk表示私有数据流，sn表示干扰符号，为用于公共数据流的预编码向量，为分配给私有数据流的预编码向量，为用于干扰符号的预编码向量，为用户索引集合。
14、在其中一个实施例中，根据待发射的isac信号生成过程中分配的预编码向量和isac基站与用户之间的通信通道以及isac基站到目标端的通信信道进行计算得到用户解码公共数据流的可达速率、用户解码属于自身的私有数据流对应的可达速率、目标端的解码公共数据流的可达速率和目标端解码相应用户的私有数据流的可达速率，包括：
15、根据待发射的isac信号生成过程中分配的预编码向量和isac基站与用户之间的通信通道进行计算得到用户解码公共数据流的可达速率和用户解码属于自身的私有数据流对应的可达速率分别为
16、
17、
18、其中，为用于公共数据流的预编码向量，为分配给私有数据流的预编码向量，为用户索引集合，表示基站与第k个用户之间的通信信道，并被建模为莱斯信道，为第k个用户接收端的加性高斯白噪声。
19、在其中一个实施例中，根据待发射的isac信号生成过程中分配的预编码向量和isac基站到目标端的通信信道进行计算得到目标端的解码公共数据流的可达速率和目标端解码相应用户的私有数据流的可达速率分别为
20、
21、
22、其中，表示基站与目标间的通信信道，并被建模为视距信道，为感知目标处的加性高斯白噪声，为用于干扰符号的预编码向量。
23、在一个实施例中，利用用户解码公共数据流的可达速率和目标端的解码公共数据流的可达速率计算得到公共消息的可达安全率，包括：
24、利用用户解码公共数据流的可达速率和目标端的解码公共数据流的可达速率计算得到公共消息的可达安全率为
25、
26、其中，表示第k个用户解码sc的可达速率，表示目标端的解码公共数据流的可达速率，表示用于第k个用户的部分，θe表示目标的方位角，表示目标所在不确定区域的最大方位角偏移。
27、在其中一个实施例中，利用用户解码属于自身的私有数据流对应的可达速率和目标端解码相应用户的私有数据流的可达速率计算得到私有消息的可达安全速率，包括：
28、利用用户解码属于自身的私有数据流对应的可达速率和目标端解码相应用户的私有数据流的可达速率计算得到私有消息的可达安全速率为
29、
30、其中，表示用户解码属于自身的私有数据流sp,k的可达速率，表示目标端解码第k个用户的私有数据流的可达速率，表示用于第k个用户的部分，θe表示目标当前的方位角，表示目标所在不确定区域的最大方位角偏移。
31、在其中一个实施例中，根据目标函数和约束条件建立安全速率最大化问题的求解模型，包括：
32、
33、s.t.c1:
34、c2：
35、c3：
36、c4：
37、c5：
38、c6：
39、其中，p＝[pc，p1，...，pk，pn]表示预编码矩阵，表示最坏情况下的安全速率，表示基站与第k个用户之间的通信信道，并被建模为莱斯信道，-snre表示回波信号的信噪比，为第k个用户所需的最小通信速率，∈r为目标回波所需达到的最小信号强度，ptotl为基站提供的最大发射功率，表示解码属于其的私有数据流sp，k的可达速率，表示目标端的解码公共数据流的可达速率，为用于公共数据流的预编码向量，为分配给私有数据流的预编码向量，为用于干扰符号的预编码向量，为用户索引集合，θe表示目标当前的方位角，表示目标所在不确定区域的最大方位角偏移，ck为公共数据流中属于第k个用户的部分，表示所有用户中最小的解码公共数据流的可达速率。
40、上述一种rsma-isac系统的安全波束赋形方法，首先构建rsma-isac系统；rsma-isac系统包括通信模块和感知模块，在通信模块中通过采用rsma技术，对公共消息的分割速率进行调整，可以在允许用户解码公共数据流的同时禁止窃听者解码公共数据流，未被解码的公共数据流可以在随后的私有数据流的解码阶段起到干扰作用，从而破坏了窃听者对用户数据的窃听，提高了安全性。向公共数据流和私有数据流中加入干扰符号后经预编码器映射到发射天线上，能够进一步对抗目标的可能窃听以及增强了感知性能，然后根据待发射的isac信号生成过程中分配的预编码向量和isac基站与用户之间的通信通道以及isac基站到目标端的通信信道来计算得到公共消息的可达安全率和私有消息的可达安全速率；根据公共消息的可达安全率和私有消息的可达安全速率求和得到最坏情况下的安全速率，再根据用户所需的最小速率，目标回波所需达到的最小信号强度以及基站提供的最大发射功率设置安全速率最大化问题的约束条件；以及将最坏情况下的安全速率设置为安全速率最大化问题的目标函数，根据目标函数和约束条件建立安全速率最大化问题的求解模型，通过对求解模型进行求解，可以得到安全速率最大化下的波束赋形向量，利用安全速率最大化下的波束赋形向量能够生成的当前最安全的安全波束，大大提高了生成安全波束的安全性。
1.一种rsma-isac系统的安全波束赋形方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信模块采用rsma技术对用户消息进行速率分割和编码后得到公共数据流和私有数据流，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，向所述公共数据流和所述私有数据流中加入干扰符号后经预编码器映射到发射天线上，得到待发射的isac信号，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述待发射的isac信号生成过程中分配的预编码向量和isac基站与用户之间的通信通道以及isac基站到目标端的通信信道进行计算得到用户解码公共数据流的可达速率、用户解码属于自身的私有数据流对应的可达速率、目标端的解码公共数据流的可达速率和目标端解码相应用户的私有数据流的可达速率，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用用户解码公共数据流的可达速率和目标端的解码公共数据流的可达速率计算得到公共消息的可达安全率，包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用用户解码属于自身的私有数据流对应的可达速率和目标端解码相应用户的私有数据流的可达速率计算得到私有消息的可达安全速率，包括：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述目标函数和约束条件建立安全速率最大化问题的求解模型，包括：
