[發明專利]基于智能反射面實現隱蔽通信的方法及系統

有效

• 申請號: 202110060104.1
• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN112911586B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 顏世豪;吳超毅;周小波;陳日清;孫建德;崔京路;王帥雨
• 申請（專利權）人: 福建農林大學
• 主分類號: H04W12/02
• 分類號: H04W12/02;H04W24/02
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學俊

本發明涉及一種基于智能反射面實現隱蔽通信的方法及系統，包括以下步驟：在隱蔽通信模型上加入智能反射面,構建基于智能反射面的隱蔽通信模型；根據竊聽者處的檢測錯誤概率和期望接收用戶處的中斷概率，構建優化問題的數學模型;通過聯合優化傳輸功率和智能反射面的相位和振幅，從而最小化期望用戶傳輸中斷概率，最大化竊聽者檢測錯誤的概率。本發明有效增強隱蔽通信的性能，提高了無線通信的安全傳輸。

技術領域

本發明涉及無線傳輸技術領域，具體涉及一種基于智能反射面實現隱蔽通信的方法及系統。

背景技術

隨著無線通信的快速發展，對于人們和社會團體的隱私信息和信息安全變得越來越重要。由于無線通信系統的廣播性質，周圍的竊聽者可以偷偷竊取我們所傳輸的隱秘信息。物理層安全和加密技術作為傳統的無線通信安全技術有著一定的缺陷，隨著計算資源的不斷發展，加密技術被破解的風險大大提升；物理層安全旨在保護信息本身卻未考慮通信過程以及通信用戶的位置等隱私信息。在無線通信系統中，隱蔽通信保證了通信過程的隱蔽性，能夠有效的隱藏發送端的位置以及是否發送信息等關鍵問題。隱蔽通信作為一種新型的無線通信安全技術，其目的是在保證兩個用戶之間進行無線通信的同時，保證該通信在竊聽者處被檢測到的概率極小。這就使得兩者之間的通信更加隱蔽，進一步提升了無線通信的安全。即使對手具有強大的信息處理能力，其可實現的安全級別也不會降低。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于智能反射面實現隱蔽通信的方法及系統，增強隱蔽通信的性能，提高了無線通信的安全傳輸。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于智能反射面實現隱蔽通信的方法，包括以下步驟：

在隱蔽通信模型上加入智能反射面,構建基于智能反射面的隱蔽通信模型；

根據竊聽者處的檢測錯誤概率和期望接收用戶處的中斷概率，構建優化問題的數學模型；

通過聯合優化傳輸功率和智能反射面的相位和振幅，從而最小化期望用戶傳輸中斷概率，最大化竊聽者檢測錯誤的概率

進一步的，所述在隱蔽通信模型上加入智能反射面,構建基于智能反射面的隱蔽通信模型，具體為：

設期望用戶、發送端以及竊聽者的天線數目均為1，智能反射面有M個無源反射元件，則智能反射面的相位與振幅表示為：

式中，q為智能反射面的相位，θ是智能反射面的振幅；M為智能反射面的無源反射元件數量；

在竊聽者處接收到的信號進行檢測，形成二元決策表達式：

式中，σ_w²是不確定噪聲，h_iw是從智能反射面到竊聽者的信道估計且是復高斯隨機變量，h_ai是從發送者到智能反射面的信道估計，h_aw是從發送者到竊聽者的信道估計且是復高斯隨機變量，P_a則是發送者的傳輸功率，H₀為發送端沒有發送信息的假設，H₁為發送端

有發送信息的假設；

其中，不確定噪聲模型為：

式中，ρ_j代表噪聲不確定水平，噪聲功率為j＝b時為接收處，j＝w時為竊聽處；

竊聽者用一個決策規則對收到的信號進行決策：

式中，τ為檢測閾值；

通過檢測錯誤的概率來衡量竊聽者的檢測性能：