本發(fā)明涉及無線感知技術(shù)，尤其涉及一種基于csi混淆的隱私保護無線感知方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、無線感知是一種基于無線信號的感知技術(shù)，主要通過分析無線信號在經(jīng)過人體時產(chǎn)生的變化特征，從而感知所遇到人體的行為狀態(tài)，例如位置，姿態(tài)等。人們不需要穿戴任何設(shè)備，可以在毫無意識的情況下實現(xiàn)非入侵式的檢測。wi-fi是一個創(chuàng)建于ieee?802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)技術(shù)。無線網(wǎng)絡(luò)在無線局域網(wǎng)的范疇是指“無線相容性認(rèn)證”，過去網(wǎng)線承擔(dān)著聯(lián)網(wǎng)的職責(zé)，而wi-fi則是通過無線電波來連網(wǎng)。在這個無線路由器的電波覆蓋的有效范圍內(nèi)，都可以采用無線電波方式進行聯(lián)網(wǎng)。因此，隨著wi-fi技術(shù)的快速發(fā)展與成熟，使用wi-fi信號進行無線感知，不僅無需部署額外的設(shè)備，而且無線感知還可以與網(wǎng)絡(luò)通信同時進行，提升了無線資源的利用率。

2、基于無線信號的人體行為感知技術(shù)利用了無線信號在傳播過程中存在衰弱、反射、衍射和多徑效應(yīng)的影響，而人體特定的行為會對無線信號路徑產(chǎn)生特定規(guī)律的干擾，因此該技術(shù)主要通過分析信號的這種規(guī)律性變化來完成行為識別。信道狀態(tài)信息(channelstate?information,csi)描述了信號在每條傳輸路徑上的衰弱因子，即信道增益矩陣h中每個元素的值，如信號散射、環(huán)境衰弱、距離衰減等信息，能夠呈現(xiàn)不同干擾程度下信號的波動趨勢，從而擴大感知范圍，提高感知靈敏度，并增加感知的魯棒性，因此很多研究學(xué)者們都基于wi-fi信號的csi來進行無線感知。

3、但是wi-fi具有開放性特點，如果采用wi-fi信號的原始csi直接進行無線感知，很容易遭受第三者攻擊，被第三者竊聽到csi后解析到目標(biāo)的隱私數(shù)據(jù)，無法同時兼顧合法無線感知和隱私保護的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種可以同時兼顧合法無線感知和隱私保護的基于csi混淆的隱私保護無線感知方法及系統(tǒng)。

2、為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種基于csi混淆的隱私保護無線感知方法，包括如下步驟：

4、(1)發(fā)射端和接收端通過密鑰共享技術(shù)，分別獲得密鑰kt＝[1,b1t,...,bnt]t，b1t,...,bnt分別表示密鑰kt中第2,…,n個系數(shù)，n為大于等于2的正整數(shù)；

5、(2)發(fā)射端將密鑰kt作為混淆器的混淆系數(shù)，將導(dǎo)頻信號經(jīng)混淆器混淆后生成混淆導(dǎo)頻信號，并在感知目標(biāo)所在的wifi環(huán)境中發(fā)送至接收端；

6、(3)接收端根據(jù)接收到的混淆導(dǎo)頻信號進行信道估計，得到混淆csi；

7、(4)接收端根據(jù)密鑰kt計算得到混淆系數(shù)向量f＝f(kthkt)，其中，f()表示將矩陣轉(zhuǎn)換為向量的映射函數(shù)；

8、(5)接收端將混淆系數(shù)向量f輸入訓(xùn)練好的響應(yīng)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)，得到混淆器的混淆響應(yīng)估計值其中，所述響應(yīng)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)用于根據(jù)混淆系數(shù)向量預(yù)測混淆器的混淆響應(yīng)估計值；

9、(6)接收端將混淆csi除以混淆響應(yīng)估計值得到?jīng)]有混淆器時的原始csi；

10、(7)接收端根據(jù)原始csi進行感知目標(biāo)的無線感知。

11、進一步的，所述混淆器具體為時變?yōu)V波器fir。

12、進一步的，所述響應(yīng)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)具體為rpnet。

13、進一步的，所述響應(yīng)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)采用若干樣本對進行訓(xùn)練，所述樣本對通過如下步驟得到：

14、a、發(fā)射端和接收端通過密鑰共享技術(shù)，分別獲得若干不同的測試密鑰kt,i，i＝1,2,…,m，m為測試密鑰數(shù)量；

15、b、在安全wifi環(huán)境中，發(fā)射端關(guān)閉混淆器，將導(dǎo)頻信號直接發(fā)射至接收端；

16、c、接收端根據(jù)接收到的導(dǎo)頻信號通過信號估計，得到原始csi?c0；

17、d、發(fā)射端依次將每個測試密鑰kt,i作為混淆器的混淆系數(shù)，并將導(dǎo)頻信號經(jīng)不同混淆系數(shù)的混淆器混淆后生成測試混淆導(dǎo)頻信號di，i＝1,2,…,m，在安全wifi環(huán)境中發(fā)送至接收端；

18、e、接收端根據(jù)接收到的測試混淆導(dǎo)頻信號di進行信道估計，得到對應(yīng)的測試混淆csi?cxi，i＝1,2,…,m；

19、f、接收端根據(jù)每個測試密鑰kt,i計算得到對應(yīng)的測試混淆系數(shù)向量fi＝f(kt,ihkt,i),i＝1,2,…,m；

20、g、將測試混淆csi?cxi除以原始csi?c0，得到對應(yīng)測試混淆響應(yīng)估計值

21、h、將每個測試混淆系數(shù)向量fi作為一個樣本，將對應(yīng)測試混淆響應(yīng)估計值作為標(biāo)簽，生成若干樣本對。

22、進一步的，步驟(7)中，接收端根據(jù)原始csi采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行感知目標(biāo)的無線感知。

23、一種基于csi混淆的隱私保護無線感知系統(tǒng)，包括發(fā)射端和接收端，其中：

24、所述發(fā)射端包括：

25、密鑰共享模塊，用于和接收端通過密鑰共享技術(shù)獲得密鑰kt＝[1,b1t,...,bnt]t，b1t,...,bnt分別表示密鑰kt中第2,…,n個系數(shù)，n為大于等于2的正整數(shù)；

26、混淆器，用于將密鑰kt作為混淆系數(shù)，將導(dǎo)頻信號混淆后生成混淆導(dǎo)頻信號；

27、信號發(fā)送模塊，用于在感知目標(biāo)所在的wifi環(huán)境中將混淆導(dǎo)頻信號發(fā)送至接收端；

28、所述接收端包括：

29、密鑰共享模塊，用于和發(fā)射端通過密鑰共享技術(shù)獲得密鑰kt＝[1,b1t,...,bnt]t；

30、信道估計模塊，用于根據(jù)接收到的混淆導(dǎo)頻信號進行信道估計，得到混淆csi；

31、混淆系數(shù)向量計算模塊，用于根據(jù)密鑰kt計算得到混淆系數(shù)向量f＝f(kthkt)，其中，f()表示將矩陣轉(zhuǎn)換為向量的映射函數(shù)；

32、響應(yīng)預(yù)測模塊，用于將混淆系數(shù)向量f輸入訓(xùn)練好的響應(yīng)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)，得到混淆器的混淆響應(yīng)估計值其中，所述響應(yīng)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)用于根據(jù)混淆系數(shù)向量預(yù)測混淆器的混淆響應(yīng)估計值；

33、原始csi估計模塊，用于將混淆csi除以混淆響應(yīng)估計值得到?jīng)]有混淆器時的原始csi；

34、無線感知模塊，用于根據(jù)原始csi進行感知目標(biāo)的無線感知。

35、進一步的，所述混淆器具體為時變?yōu)V波器fir。

36、進一步的，所述響應(yīng)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)具體為rpnet。

37、進一步的，所述響應(yīng)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)采用若干樣本對進行訓(xùn)練，所述樣本對通過如下步驟得到：

38、a、發(fā)射端和接收端通過密鑰共享技術(shù)，分別獲得若干不同的測試密鑰kt,i，i＝1,2,…,m，m為測試密鑰數(shù)量；

39、b、在安全wifi環(huán)境中，發(fā)射端關(guān)閉混淆器，將導(dǎo)頻信號直接發(fā)射至接收端；

40、c、接收端根據(jù)接收到的導(dǎo)頻信號通過信號估計，得到原始csi?c0；

41、d、發(fā)射端依次將每個測試密鑰kt,i作為混淆器的混淆系數(shù)，并將導(dǎo)頻信號經(jīng)不同混淆系數(shù)的混淆器混淆后生成測試混淆導(dǎo)頻信號di，i＝1,2,…,m，在安全wifi環(huán)境中發(fā)送至接收端；

42、e、接收端根據(jù)接收到的測試混淆導(dǎo)頻信號di進行信道估計，得到對應(yīng)的測試混淆csi?cxi，i＝1,2,…,m；

43、f、接收端根據(jù)每個測試密鑰kt,i計算得到對應(yīng)的測試混淆系數(shù)向量fi＝f(kt,ihkt,i),i＝1,2,…,m；

44、g、將測試混淆csi?cxi除以原始csi?c0，得到對應(yīng)測試混淆響應(yīng)估計值

45、h、將每個測試混淆系數(shù)向量fi作為一個樣本，將對應(yīng)測試混淆響應(yīng)估計值作為標(biāo)簽，生成若干樣本對。

46、進一步的，所述無線感知模塊根據(jù)原始csi采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行感知目標(biāo)的無線感知。

47、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是：本發(fā)明提出了一種基于csi混淆的隱私保護無線感知方法及系統(tǒng)，在發(fā)送端采用動態(tài)通道混淆技術(shù)，在合法接收端恢復(fù)感知能力，相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明同時兼顧了合法傳感并且能夠防止非法攻擊從而實現(xiàn)隱私保護。仿真結(jié)果表明，本發(fā)明能夠?qū)⒏`聽者的傳感性能降低至50％以下，同時將合法的傳感性能保持在90％以上。