本發(fā)明涉及通信，具體涉及一種隱蔽通信方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著無線通信技術(shù)飛速發(fā)展，人們越來越依賴于無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳輸。然而，大量的重要敏感信息，如身份信息、機(jī)密文件等，在開放的無線網(wǎng)絡(luò)中傳輸，加大了被竊聽的風(fēng)險(xiǎn)。因此，信息安全問題越來越受到人們的重視。

2、為了保護(hù)通信內(nèi)容不被竊聽者檢測到，隱蔽通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。隱蔽通信的目的是在不被竊聽者（如willie）檢測到的情況下，實(shí)現(xiàn)基站（如alice）和隱蔽用戶（如bob）之間的信息傳輸。隱蔽通信技術(shù)通過利用信道的隨機(jī)性和不確定性，以及信號(hào)的疊加和掩護(hù)，實(shí)現(xiàn)通信的隱蔽性。在隱蔽通信系統(tǒng)中，隱蔽用戶是指其信息傳輸需要在不被竊聽者檢測到的情況下進(jìn)行的用戶。與此同時(shí)，公開用戶是指其信息傳輸不需要隱藏，而是正常進(jìn)行的用戶。

3、現(xiàn)有的隱蔽通信系統(tǒng)中，采用只使用智能反射面輔助的通信模型或者最簡單的三節(jié)點(diǎn)模型，在隱蔽通信過程中，無法對(duì)竊聽者進(jìn)行干擾，從而導(dǎo)致隱蔽通信速率較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種隱蔽通信方法及裝置，以實(shí)現(xiàn)提高隱蔽通信速率的目的。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明實(shí)施例第一方面公開了一種隱蔽通信方法，應(yīng)用于基站，所述基站分別與干擾機(jī)、智能反射面和中央控制器通信連接，所述方法包括：

4、接收中央控制器求解優(yōu)化問題得到的通信波束成形參數(shù)和通感波束成形參數(shù)；所述優(yōu)化問題用于優(yōu)化所述基站的發(fā)射波束成形和所述智能反射面的相移，以最大化所述基站與隱蔽用戶端之間的隱蔽通信速率；

5、針對(duì)竊聽者服務(wù)周期中的每一時(shí)隙，若所述時(shí)隙為首個(gè)時(shí)隙，則將已知的竊聽者的初始狀態(tài)信息作為當(dāng)前狀態(tài)信息，若所述時(shí)隙非首個(gè)時(shí)隙，則基于上一時(shí)隙得到的竊聽者的歷史狀態(tài)信息預(yù)測得到當(dāng)前狀態(tài)信息；

6、基于所述通感波束成形參數(shù)發(fā)射包含感知信號(hào)和所述當(dāng)前狀態(tài)信息的第一疊加信號(hào)，使得所述干擾機(jī)收到所述當(dāng)前狀態(tài)信息后向所述竊聽者發(fā)送干擾信號(hào)；

7、基于所述通信波束成形參數(shù)，將待發(fā)送給所述隱蔽用戶端的第一消息信號(hào)發(fā)送給所述智能反射面，使得所述智能反射面基于最佳相移將所述第一消息信號(hào)發(fā)送給所述隱蔽用戶端；所述最佳相移由所述中央控制器求解所述優(yōu)化問題得到并發(fā)送給所述智能反射面；

8、當(dāng)接收到所述竊聽者反射所述感知信號(hào)產(chǎn)生的感知回波信號(hào)時(shí)，基于所述感知回波信號(hào)估計(jì)所述竊聽者的準(zhǔn)確狀態(tài)信息，并將所述準(zhǔn)確狀態(tài)信息作為下一時(shí)隙的歷史狀態(tài)信息。

9、優(yōu)選的，所述當(dāng)接收到所述竊聽者反射所述感知信號(hào)產(chǎn)生的感知回波信號(hào)時(shí)，基于所述感知回波信號(hào)估計(jì)得到所述竊聽者的準(zhǔn)確狀態(tài)信息，包括：

10、當(dāng)接收到所述竊聽者反射所述感知信號(hào)產(chǎn)生的感知回波信號(hào)時(shí)，從所述感知回波信號(hào)中提取所述竊聽者的相關(guān)信息；

11、利用所述相關(guān)信息和基于擴(kuò)展卡爾曼濾波技術(shù)構(gòu)建的跟蹤模型，得到所述竊聽者的準(zhǔn)確狀態(tài)信息。

12、優(yōu)選的，所述方法還包括：

13、若未接收到所述感知回波信號(hào)，則將所述當(dāng)前狀態(tài)信息作為下一時(shí)隙的歷史狀態(tài)信息。

14、優(yōu)選的，所述方法還包括：

15、若存在待發(fā)送給所述隱蔽用戶端的第一消息信號(hào)和待發(fā)送給公開用戶端的第二消息信號(hào)，則基于所述通信波束成形參數(shù)，將包含所述第一消息信號(hào)和所述第二消息信號(hào)的第二疊加信號(hào)發(fā)送給所述智能反射面，使得所述智能反射面基于最佳相移將所述第二疊加信號(hào)發(fā)送給所述隱蔽用戶端和所述公開用戶端。

16、本發(fā)明實(shí)施例第二方面公開了一種隱蔽通信方法，應(yīng)用于中央控制器，所述中央控制器分別與基站和智能反射面通信連接，所述方法包括：

17、根據(jù)預(yù)先分析得到的多個(gè)約束，構(gòu)建非凸的優(yōu)化問題；所述約束包括：通信隱蔽約束、感知隱蔽約束、總功率約束、感知能力約束、雷達(dá)檢測約束和公開用戶通信質(zhì)量約束；所述優(yōu)化問題用于優(yōu)化所述基站的發(fā)射波束成形和所述智能反射面的相移，以最大化所述基站與隱蔽用戶端之間的隱蔽通信速率；

18、將所述優(yōu)化問題解耦得到多個(gè)子問題；

19、利用交替迭代優(yōu)化算法求解各個(gè)所述子問題，得到通信波束成形參數(shù)、通感波束成形參數(shù)和最佳相移；

20、將所述通信波束成形參數(shù)和所述通感波束成形參數(shù)發(fā)送給所述基站，并將所述最佳相移發(fā)送給所述智能反射面。

21、本發(fā)明實(shí)施例第三方面公開了一種隱蔽通信裝置，應(yīng)用于基站，所述基站分別與干擾機(jī)、智能反射面和中央控制器通信連接，所述裝置包括：

22、接收單元，用于接收中央控制器求解優(yōu)化問題得到的通信波束成形參數(shù)和通感波束成形參數(shù)；所述優(yōu)化問題用于優(yōu)化所述基站的發(fā)射波束成形和所述智能反射面的相移，以最大化所述基站與隱蔽用戶端之間的隱蔽通信速率；

23、預(yù)測單元，用于針對(duì)竊聽者服務(wù)周期中的每一時(shí)隙，若所述時(shí)隙為首個(gè)時(shí)隙，則將已知的竊聽者的初始狀態(tài)信息作為當(dāng)前狀態(tài)信息，若所述時(shí)隙非首個(gè)時(shí)隙，則基于上一時(shí)隙得到的竊聽者的歷史狀態(tài)信息預(yù)測得到當(dāng)前狀態(tài)信息；

24、第一發(fā)送單元，用于基于所述通感波束成形參數(shù)發(fā)射包含感知信號(hào)和所述當(dāng)前狀態(tài)信息的第一疊加信號(hào)，使得所述干擾機(jī)收到所述當(dāng)前狀態(tài)信息后向所述竊聽者發(fā)送干擾信號(hào)；

25、第二發(fā)送單元，用于基于所述通信波束成形參數(shù)，將待發(fā)送給所述隱蔽用戶端的第一消息信號(hào)發(fā)送給所述智能反射面，使得所述智能反射面基于最佳相移將所述第一消息信號(hào)發(fā)送給所述隱蔽用戶端；所述最佳相移由所述中央控制器求解所述優(yōu)化問題得到并發(fā)送給所述智能反射面；

26、感知單元，用于當(dāng)接收到所述竊聽者反射所述感知信號(hào)產(chǎn)生的感知回波信號(hào)時(shí)，基于所述感知回波信號(hào)估計(jì)所述竊聽者的準(zhǔn)確狀態(tài)信息，并將所述準(zhǔn)確狀態(tài)信息作為下一時(shí)隙的歷史狀態(tài)信息。

27、優(yōu)選的，所述感知單元，具體用于：

28、當(dāng)接收到所述竊聽者反射所述感知信號(hào)產(chǎn)生的感知回波信號(hào)時(shí)，從所述感知回波信號(hào)中提取所述竊聽者的相關(guān)信息；

29、利用所述相關(guān)信息和基于擴(kuò)展卡爾曼濾波技術(shù)構(gòu)建的跟蹤模型，得到所述竊聽者的準(zhǔn)確狀態(tài)信息。

30、優(yōu)選的，所述感知單元，還用于：

31、若未接收到所述感知回波信號(hào)，則將所述當(dāng)前狀態(tài)信息作為下一時(shí)隙的歷史狀態(tài)信息。

32、優(yōu)選的，所述第二發(fā)送單元，還用于：

33、若存在待發(fā)送給所述隱蔽用戶端的第一消息信號(hào)和待發(fā)送給公開用戶端的第二消息信號(hào)，則基于所述通信波束成形參數(shù)，將包含所述第一消息信號(hào)和所述第二消息信號(hào)的第二疊加信號(hào)發(fā)送給所述智能反射面，使得所述智能反射面基于最佳相移將所述第二疊加信號(hào)發(fā)送給所述隱蔽用戶端和所述公開用戶端。

34、本發(fā)明實(shí)施例第四方面公開了一種隱蔽通信裝置，應(yīng)用于中央控制器，所述中央控制器分別與基站和智能反射面通信連接，所述裝置包括：

35、構(gòu)建單元，用于根據(jù)預(yù)先分析得到的多個(gè)約束，構(gòu)建非凸的優(yōu)化問題；所述約束包括：通信隱蔽約束、感知隱蔽約束、總功率約束、感知能力約束、雷達(dá)檢測約束和公開用戶通信質(zhì)量約束；所述優(yōu)化問題用于優(yōu)化所述基站的發(fā)射波束成形和所述智能反射面的相移，以最大化所述基站與隱蔽用戶端之間的隱蔽通信速率；

36、求解單元，用于將所述優(yōu)化問題解耦得到多個(gè)子問題；利用交替迭代優(yōu)化算法求解各個(gè)所述子問題，得到通信波束成形參數(shù)、通感波束成形參數(shù)和最佳相移；

37、第三發(fā)送單元，用于將所述通信波束成形參數(shù)和所述通感波束成形參數(shù)發(fā)送給所述基站，并將所述最佳相移發(fā)送給所述智能反射面。

38、基于上述本發(fā)明實(shí)施例提供的一種隱蔽通信方法及裝置，接收中央控制器求解優(yōu)化問題得到的通信波束成形參數(shù)和通感波束成形參數(shù)；所述優(yōu)化問題用于優(yōu)化所述基站的發(fā)射波束成形和所述智能反射面的相移，以最大化所述基站與隱蔽用戶端之間的隱蔽通信速率；針對(duì)竊聽者服務(wù)周期中的每一時(shí)隙，若所述時(shí)隙為首個(gè)時(shí)隙，則將已知的竊聽者的初始狀態(tài)信息作為當(dāng)前狀態(tài)信息，若所述時(shí)隙非首個(gè)時(shí)隙，則基于上一時(shí)隙得到的竊聽者的歷史狀態(tài)信息預(yù)測得到當(dāng)前狀態(tài)信息；基于所述通感波束成形參數(shù)發(fā)射包含感知信號(hào)和所述當(dāng)前狀態(tài)信息的第一疊加信號(hào)，使得所述干擾機(jī)收到所述當(dāng)前狀態(tài)信息后向所述竊聽者發(fā)送干擾信號(hào)；基于所述通信波束成形參數(shù)，將待發(fā)送給所述隱蔽用戶端的第一消息信號(hào)發(fā)送給所述智能反射面，使得所述智能反射面基于最佳相移將所述第一消息信號(hào)發(fā)送給所述隱蔽用戶端；所述最佳相移由所述中央控制器求解所述優(yōu)化問題得到并發(fā)送給所述智能反射面；當(dāng)接收到所述竊聽者反射所述感知信號(hào)產(chǎn)生的感知回波信號(hào)時(shí)，基于所述感知回波信號(hào)估計(jì)所述竊聽者的準(zhǔn)確狀態(tài)信息，并將所述準(zhǔn)確狀態(tài)信息作為下一時(shí)隙的歷史狀態(tài)信息。在本方案中，接收求解優(yōu)化問題得到的相關(guān)參數(shù)實(shí)現(xiàn)發(fā)射波束成形的優(yōu)化，接著跟蹤感知竊聽者的狀態(tài)信息并發(fā)送給干擾機(jī)阻止竊聽者的竊聽，在已優(yōu)化相移的智能反射面的幫助下，基站與隱蔽用戶端進(jìn)行通信，從而實(shí)現(xiàn)提高隱蔽通信速率的目的。