一种面向多个双向窃听者的无线安全接入的智能反射方法技术

本发明专利技术提供了一种面向多个双向窃听者的无线安全接入的智能反射方法，包括：步骤1，建立无线网络安全接入系统；步骤2，设计非对称双向智能超表面反射波束方向；步骤3、探测智能超表面反射单元相关的信道状态信息；步骤4、计算无线信道的零空间；步骤5、计算合法无线通信在零空间里的信道增益最大的波束指向；步骤6、接入站点AP和合法终端各自发送数据符号给智能超表面反射单元，智能超表面反射单元将到达的两路数据符号按照步骤5得到的波束指向瞬间反射给接入站点AP和合法终端；步骤7、接入站点AP和合法终端作为接收机分别对接收到的数据流进行解码。本发明专利技术能够显著无线网络安全接入网络的安全性能和数据传输性能。络的安全性能和数据传输性能。络的安全性能和数据传输性能。

【技术实现步骤摘要】
一种面向多个双向窃听者的无线安全接入的智能反射方法


[0001]本专利技术涉及一种面向多个双向窃听者的无线安全接入的智能反射方法。

技术介绍

[0002]现有的无线网络安全接入网络在使用时，存在一个非法站点窃听下行链路和一个非法站点窃听上行链路同时发生的网络安全问题，因此需要设计智能超表面反射波束矢量，实现反射出去的下行链路的数据和反射出去的上行链路的数据都无法被相应的下行链路窃听站点和相应的上行链路窃听站点获取。为解决无线网络接入的网络安全问题，智能超表面反射技术近年来得到了很大的进展。目前无线网络安全接入的网络安全场景主要有三种方式：全部非法站点都窃听下行链路的数据，全部非法站点都窃听上行链路的数据，每个非法站点同时窃听上行链路和下行链路的数据。但是这些方法都是非常特殊的场景，无法解决更为一般化的网络安全接入的场景，即：一个非法站点窃听上行链路的数据，该非法站点通常位于AP附近，通常远离合法站点，还同时存在一个非法站点窃听下行链路的数据，该非法战区通常位于合法站点附近，通常远离AP。
[0003]上述问题是在面向窃听上行链路非法站点和窃听下行链路非法站点同时存在的无线网络安全接入的智能超表面反射方法设计过程中应当予以考虑并解决的问题。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种面向窃听上行链路非法站点和窃听下行链路非法站点同时存在的无线网络安全接入的智能超表面反射方法，能够在非法窃听上行链路数据的站点与非法窃听下行链路数据的站点同时非法窃听无线网络时，提升无线网络的安全性能，进而保证无线网络的数据传输的安全速率高效。
[0005]本专利技术的技术解决方案是：
[0006]一种面向窃听上行链路非法站点和窃听下行链路非法站点同时存在的无线网络安全接入的智能超表面反射方法，包括如下步骤：
[0007]步骤1，建立无线网络安全接入系统；所述无线网络安全接入系统包括一个接入站点AP(Access point,AP)、一个合法终端、一个位于接入站点AP附近的非法站点、一个位于合法终端周围的非法站点、智能超表面反射单元(两个非法站点，一个更接近于AP，一个更接近合法终端，接入站点AP周边的一个非法站点持续监听来自智能超表面单元反射出的信号符号，目标是窃听其中的上行链路的数据流，由于该非法站点位于接入站点AP周边，所以距离合法站点很远，导致接入站点AP周边的窃听站点无法直接窃听来自合法站点的信号，只有窃听来自智能超表面的反射信号。类似地，合法站点附近的一个非法站点持续监听来自智能超表面反射超表面反射出的信号符号，目标是窃听其中的下行链路的数据流，因为该非法站点位于合法站点附近，所以距离接入站点AP很远，导致合法站点附近的非法站点直接窃听来自接入站点AP的信号，只有窃听来自智能超表面反射出来的信号)；
[0008]步骤2，设计非对称双向智能超表面反射波束方向；
[0009]步骤3、接入站点AP和合法终端共同探测智能超表面反射单元相关的信道状态信息，包括接入站点AP与智能超表面反射单元之间两个链路方向的无线信道系数、合法终端与智能超表面反射单元之间两个链路方向的无线信道系数、智能超表面反射单元到接入站点AP附近的非法站点的无线信道系数、智能超表面反射单元到合法终端周围的非法站点的无线信道系数，接入站点AP的下行链路发射功率值、合法终端的上行链路发射功率值；
[0010]步骤4、根据得到的无线信道系数，计算智能超表面反射单元到接入站点AP附近的非法站点的无线信道、智能超表面反射单元到合法终端周围的非法站点的无线信道这两个链路方向所有非法站点对应的无线信道的零空间；
[0011]步骤5、根据得到的无线信道系数，计算接入站点AP到智能超表面反射单元链路方向、合法终端到智能超表面反射单元链路方向这两个链路方向的合法无线通信在零空间里的信道增益最大的波束指向；
[0012]步骤6、接入站点AP和合法终端各自发送数据符号给智能超表面反射单元，智能超表面反射单元将到达的两路数据符号按照步骤5得到的波束指向瞬间反射给接入站点AP和合法终端；
[0013]步骤7、接入站点AP和合法终端作为接收机分别对接收到的数据流进行解码。
[0014]步骤1中，所述接入站点AP、智能超表面反射单元、合法终端全部采用全双工协议；
[0015]所有的非法站点处于窃听状态，所有非法站点、合法终端、接入站点AP、智能超表面反射单元都工作在相同频率；
[0016]所述位于接入站点AP附近的非法站点窃听上行链路的信息；
[0017]所述位于合法终端周围的非法站点窃听下行链路的信息。
[0018]每个窃听站点智能收到来自智能超表面反射超表面的反射信号。
[0019]步骤2包括：对于面向一个非法站点窃听上行链路和一个非法站点窃听下行链路同时发生的情况，设计安全的(在窃听信道零空间里设计智能超表面反射波束实现安全通信)非对称双向无线链路的数据传输速率最大的智能超表面反射的波束指向(步骤4是获得窃听信道零空间)，接入站点AP和合法终端基于当前的智能超表面反射波束完成非对称双向的协作无线通信。
[0020]步骤2中，接入站点AP和合法终端同时向智能超表面反射单元发送各自的数据符号，当这两路信号到达智能超表面反射单元时，智能超表面反射单元对这两路混合的数据符号数据流按照设定的方向(步骤2设定的波束指向)反射出去，反射后的两路信息数据流分别到达接入站点AP(对应上行链路)和合法终端(对应下行链路)，接入站点AP和合法终端作为接收机解码对应的数据业务。其中，接入站点AP周边的一个非法站点持续监听来自智能超表面单元反射出的信号符号，目标是窃听其中的上行链路的数据流，由于该非法站点位于接入站点AP周边，所以距离合法站点很远，导致接入站点AP周边的窃听站点无法直接窃听来自合法站点的信号，只有窃听来自智能超表面的反射信号。类似地，合法站点附近的一个非法站点持续监听来自智能超表面反射超表面反射出的信号符号，目标是窃听其中的下行链路的数据流，因为该非法站点位于合法站点附近，所以距离接入站点AP很远，导致合法站点附近的非法站点直接窃听来自接入站点AP的信号，只有窃听来自智能超表面反射出来的信号。
[0021]步骤4包括：构成所有干扰信道空间，接入站点AP到智能超表面的反射表面中每个
阵元对应的无线信道系数对应乘以相应的阵元到窃听下行链路的非法站点(位于合法站点附近)的无线信道系数，每个阵元对应一个乘积结果，所有乘积结果构成一个行矢量；合法终端到智能超表面反射超表面的每个阵元对应的无线信道系数，相应地乘以阵元到窃听上行链路的非法站点(位于接入站点AP附近)，所有的乘积结果组成一个行矢量；把这两个行矢量写成矩阵的前两行，后续其他行都是零，该矩阵是个方型矩阵，完成干扰信道空间的构建；针对窃听信道空间，利用奇异值分解方法得到所有窃听站点对应的信道空间的零空间。
[0022]所述智能超表面反射单元包括通信模块、控制模块、窃听信道零空间的计算模块、非对称双向智能超表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向多个双向窃听者的无线安全接入的智能反射方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，建立无线网络安全接入系统，所述无线网络安全接入系统包括一个接入站点AP、一个合法终端、一个位于接入站点AP附近的非法站点、一个位于合法终端周围的非法站点、智能超表面反射单元；步骤2，设计非对称双向智能超表面反射波束方向；步骤3、接入站点AP和合法终端共同探测智能超表面反射单元相关的信道状态信息，包括接入站点AP与智能超表面反射单元之间两个链路方向的无线信道系数、合法终端与智能超表面反射单元之间两个链路方向的无线信道系数、智能超表面反射单元到接入站点AP附近的非法站点的无线信道系数、智能超表面反射单元到合法终端周围的非法站点的无线信道系数，接入站点AP的下行链路发射功率值、合法终端的上行链路发射功率值；步骤4、根据得到的无线信道系数，计算智能超表面反射单元到接入站点AP附近的非法站点的无线信道、智能超表面反射单元到合法终端周围的非法站点的无线信道这两个链路方向所有非法站点对应的无线信道的零空间；步骤5、根据得到的无线信道系数，计算接入站点AP到智能超表面反射单元链路方向、合法终端到智能超表面反射单元链路方向这两个链路方向的合法无线通信在零空间里的信道增益最大的波束指向；步骤6、接入站点AP和合法终端各自发送数据符号给智能超表面反射单元，智能超表面反射单元将到达的两路数据符号按照步骤5得到的波束指向瞬间反射给接入站点AP和合法终端；步骤7、接入站点AP和合法终端作为接收机分别对接收到的数据流进行解码。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，所述接入站点AP、智能超表面反射单元、合法终端全部采用全双工协议；所有的非法站点处于窃听状态，所有非法站点、合法终端、接入站点AP、智能超表面反射单元都工作在相同频率；所述位于接入站点AP附近的非法站点窃听上行链路的信息；所述位于合法终端周围的非法站点窃听下行链路的信息；每个窃听站点智能收到来自智能超表面反射超表面的反射信号。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2包括：对于面向一个非法站点窃听上行链路和一个非法站点窃听下行链路同时发生的情况，设计安全的非对称双向无线链路的数据传输速率最大的智能超表面反射的波束指向，接入站点AP和合法终端基于当前的智能超表面反射波束完成非对称双向的协作无线通信。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤2中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵娟，代海波，张正，阎浩，吴秋玲，柳亚男，
申请(专利权)人：金陵科技学院，
类型：发明
国别省市：