[發明專利]可重構智能表面輔助通信的隱蔽速率聯合優化方法及系統

有效

• 申請號: 202110540961.1
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113286292B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 張廣馳;鄒麗;張景;成俊峰;湛月;崔苗
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H04W12/02
• 分類號: H04W12/02;H04W24/02;H04W24/06
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 劉俊

本發明針對的技術問題，提出了一種可重構智能表面輔助通信的隱蔽速率聯合優化方法及系統，本發明在確保發射機發送的信息在不被檢測到的情況下，通過聯合優化發射機的發射功率和可重構智能表面的反射相位，使所述合法接收機的接收功率最大化，從而優化了隱蔽通信速率；在優化的過程中，很好地避免了變量耦合的情況，且能夠更好地提高無線通信系統的隱蔽性。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，具體涉及可重構智能表面技術在隱蔽通信方面的應用，更具體地，涉及一種可重構智能表面輔助通信的隱蔽速率聯合優化方法及系統。

背景技術

可重構智能表面(reconfigurable intelligent surface,RIS)是一種由大量的被動散射原件或者說反射元素組成的由軟件控制的元表面。通過以全雙工的方式操控撞擊信號的相位，RIS能夠將隨機衰落的信道環境塑造為智能環境以實現智能的和可重構的無線環境。不同于傳統的有源傳輸，RIS不需要傳輸射頻鏈，與現有的基于有源組件的技術相比，這降低了能源和硬件成本。受到RIS的潛在性能的啟發，RIS輔助的無線通信受到了大量的研究關注。

而與旨在保護機密信息內容的傳統加密技術不同，隱蔽通信是為了保護合法傳輸的存在，或者說，使惡意竊聽者無法檢測到通信。與現有的加密技術相比，隱蔽通信具有更高的安全級別。基于物理層的無線隱蔽通信將信息隱藏在噪聲里，利用物理層安全方法，合法用戶能夠利用無線信道的不確定和噪聲的隨機性等固有屬性阻礙監測者的檢測。不同于傳統密碼學的方法，隱蔽通信不僅保證傳輸信息的內容不被竊取，還保障了傳輸過程中信息本身的存在性不被發現。

公開日為2020.8.13的文獻：Covert transmission assisted by intelligentreflecting surface(作者：Si,J.,Li,Z.,Cheng,J.,Guan,L.,Al-Dhahir,N.)將RIS技術運用到隱蔽通信系統中，應用RIS輔助增強隱蔽速率。隱蔽速率即合法用戶在信息不被竊聽的情況下的接收速率。但是現有技術中只考慮了誤檢測率約束，且其采用的模型過于理想化，與實際應用相差較大，因此仍有不小的局限性。

發明內容

針對現有技術的局限，本發明提出一種可重構智能表面輔助通信的隱蔽速率聯合優化方法及系統，本發明采用的技術方案是：

一種可重構智能表面輔助通信的隱蔽速率聯合優化方法，包括以下步驟：

S1，構建由發射機、合法接收機、非法檢測器以及可重構智能表面組成的隱蔽通信模型；

S2，根據所述隱蔽通信模型，構建以使隱蔽速率最大化為目的、以所述發射機的發射功率以及可重構智能表面的反射相位作為待優化變量的聯合優化問題；

S3，獲取所述發射機、合法接收機、非法檢測器以及可重構智能表面相互之間的信道狀態信息；

S4，根據所述信道狀態信息，求解所述聯合優化問題得到所述發射功率以及反射相位的最優組合。

相較于現有技術，本發明在確保發射機發送的信息在不被檢測到的情況下，通過聯合優化發射機的發射功率和可重構智能表面的反射相位，使所述合法接收機的接收功率最大化，從而優化了隱蔽通信速率；在優化的過程中，很好地避免了變量耦合的情況，且能夠更好地提高無線通信系統的隱蔽性。

作為一種優選方案，所述聯合優化問題按以下公式表示：

s.t.P_a≤P_max；