[发明专利]一种物联网中IRSs辅助的监听可疑用户的方法

说明书

本发明公开了一种物联网中IRSs辅助的监听可疑用户的方法，包括：以反向导频传输阶段及数据传输阶段的分布式智能反射表面IRSs相移矩阵Φ₀及Φ₁为变量，以最大化监听节点可用率为优化目标，建立优化问题P1；求解所述优化问题P1，得反向导频传输阶段及数据传输阶段的最优分布式智能反射表面IRSs相移矩阵Φ₀及Φ₁，该方法能够提升总接收信号强度，最差监听方接收信号强度，监听节点可用率及监听距离，保证了在恶劣环境下的隐蔽，可持续稳定的实时监听。

技术领域

本发明属于无线信息安全领域，涉及一种物联网中IRSs辅助的监听可疑用户的方法。

背景技术

无线通信网络的快速发展给全球通信带来了巨大便利的同时，也为社会公共安全带来了极大的挑战。一些不法分子利用无线通信网络进行恶意活动，比如网络诈骗，利用网络散布谣言等等。如何避免这些恶意活动的发生引起了很多信息安全领域专家的重视。他们中有人提出首先基于大数据的信息采集及分析技术筛选出可疑用户，然后在无线物理层对其通信链路进行合法监听。对可疑通信进行稳定的隐蔽式持续监听能够在第一时间在信号源头预防和发现有可能会对社会造成危害的违法犯罪行为。得益于近几年来智能反射表面技术的发展，大规模部署的智能反射表面有望成为进一步提升监听性能的重要技术手段之一。

根据合法监听方是否参与可疑通信可以将监听分为两类：被动监听及主动监听。被动监听指监听方只获取可疑信息而不对可疑接收机主动采取任何干预措施。但考虑到一般场景下，可疑通信双方均处于比较隐蔽的位置，监听机往往距离其较远，导致监听条件差，无法以很小的差错解码可疑信息。此时最常见干预措施是发送干扰信号。这种主动干预可疑通信的技术称为主动监听技术，但是此技术需要额外的能量，监听同时发送人工噪声信号进行干扰，监听方用于自干扰消除的成本也很大。如何解决上述问题是监听技术发展的关键。然而现有工作并没有考虑到将分布式智能反射表面与监听技术结合用于保障信息安全。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种物联网中IRSs辅助的监听可疑用户的方法，该方法能够提升监听节点的可用率。

为达到上述目的，本发明所述的物联网中IRSs辅助的监听可疑用户的方法，包括：

基于合法监听方位置，寻找最优位置部署分布式IRSs，对于预设存在直射路径的LOS的IRS-LMs关联组中，以反向导频传输阶段及数据传输阶段的分布式智能反射表面IRSs相移矩阵Φ₀及Φ₁为变量，以最大化监听节点可用率为优化目标，最大限度的提高该组监听用户最差监听信噪比最大化，建立优化问题P1；

求解所述优化问题P1，得反向导频传输阶段及数据传输阶段的最优分布式智能反射表面IRSs相移矩阵Φ₀及Φ₁。

优化问题P1为：

s.t.γ_SR≥γ₀

||w||²≤P_data

其中，γ₀为给定阈值，γ_SR为可疑接收端SR接收信噪比，γ_i为各合法监听方LMs信噪比，P_data为可疑发送端ST的数据发送功率。

利用MM及ADMM算法求解优化问题P1，得反向导频传输阶段及数据传输阶段的最优分布式智能反射表面IRSs相移矩阵Φ₀及Φ₁。

反向导频传输阶段的分布式IRSs相移矩阵Φ₀优化过程中，最大化信道估计偏差，等价于优化问题P2：