[发明专利]一种智能反射面辅助的合法监听实现方法

说明书

本发明公开了一种智能反射面辅助的合法监听实现方法，包括以下步骤：在反向导频传输阶段，合法监听端进行导频诱骗，通过控制智能反射表面的相移矩阵反射来自单天线可疑接收端的导频序列，使得多天线可疑发送端信道估计发生错误；在数据传输阶段，合法监听端通过控制智能反射表面的相移矩阵，使得实现合法监听端的信噪比最大化，完成智能反射面辅助的合法监听实现，该方法能够将智能反射表面与合法监听技术的结合，提升合法监听端的监听性能。

技术领域

本发明属于无线信息安全领域，涉及一种智能反射面辅助的合法监听实现方法。

背景技术

智能反射面(IRS)是近年来一种全新的革命性技术，它的表面集成了大量低成本无源反射元件，可以实现智能地配置无线传播环境，有效提高无线通信网络性能。IRS表面上每个元件都可以通过独立的控制入射信号的幅度、相位，协同实现定向信号增强或零陷的三维(3D)无源波束形成。智能反射表面通过控制信号反射智能修改无线信道，与现在发射机，接收机的无线链路适配形成鲜明对比，为提升无线链路性能提供了新的自由度，也为实现智能可编程无线环境奠定了基础。通过智能调整无源波束形成，智能反射表面反射信号可以实现与来自其它路径信号建设性相加，增强接收端期望信号功率，也可破坏性地消除或者抑制同信道干扰等不期望信号。从实现的角度来看，智能发射表面还具有巨大优势。该表面是由低轮廓、轻重量，低成本，和共形几何形状制作的，在墙壁、建筑立面、天花板、广告面板等上很容易安装/移除。智能反射表面是无线网络中的补充设备，现有无线系统(例如蜂窝或WiFi)中部署将不需要更改标准和硬件，仅对通信协议进行必要修改即可。故而将智能反射表面集成到无线网络中对用户是透明的，与现有无线系统相比，可提供高度灵活性和优越兼容性。因此智能反射表面可以实现低成本部署和集成。智能反射表面不需要使用发射(RF)链，只在短距离内工作。故而它可以密集部署，具有可扩展成本和低能耗特点，避免了智能反射表面之间复杂的干扰管理。

为了对可疑通信进行有效的监控，现已经有很多合法监听方案应用于无线可疑信息监听系统。具体可以分为两大类，根据合法监听方是否参与通信分为被动监听与主动监听。被动监听是实现对可疑信息监听最直接最简单的方式，它只需对可疑信息进行监听并解码。但是，在真实的监听场景中，为了不被可疑通信双方发现，他的位置通常距离可疑通信链路较远。这种情况下其信道状态信息比可疑通信链路要差。然而只有在监听链路比可疑通信链路质量好时，才能实现成功监听。一种基于认知干扰的主动监听方案中监听方工作在全双工模式下，对可疑通信链路进行监听的同时向可疑发送端发送人工噪声干扰，从而放慢发射端发送信号的速度，提升监听性能。主动监听方案虽然能够提升监听性能，但是该方案仍然受限于监听链路信道状态。当监听链路信道质量差于可疑通信链路或者监听方距离可疑通信链路较远时，监听方很有可能并不能收到来自可疑发送端的信号。即使是监听方对可疑发送方发送干扰，也无法实现监听。如何提升合法监听系统中的监听信号强度问题是实现成功监听的关键，也是合法监听领域待解决难题。

现有工作还没有考虑将智能反射表面与合法监听技术结合起来应用于信息安全领域。未来大规模部署的智能反射表面经过授权后即可以实现监听功能。是合法监听技术有潜力的合作伙伴。因此，如何将智能反射表面应用于信息安全领域亟需研究。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种智能反射面辅助的合法监听实现方法，该方法能够将智能反射表面与合法监听技术的结合，提升合法监听端的监听性能。

为达到上述目的，本发明所述的智能反射面辅助的合法监听实现方法包括以下步骤：

在反向导频传输阶段，合法监听端进行导频诱骗，通过控制智能反射表面的相移矩阵反射来自单天线可疑接收端的导频序列，使得多天线可疑发送端信道估计发生错误；

在数据传输阶段，合法监听端通过控制智能反射表面的相移矩阵，使得实现合法监听端的信噪比最大化，完成智能反射面辅助的合法监听实现。