博士生慈玮在IEEE JSAC期刊发表隐蔽通信论文

2024年11月，课题组的一篇论文“Hybrid Beamforming Design for Covert mmWave MIMO with Finite-Resolution DACs”，被无线通信领域旗舰刊物IEEE Journal on Selected Areas in Communications（影响因子：13.8）录用。论文的第一作者是博士生慈玮同学，第二作者是慈玮的导师戚晨皓教授，第三作者是尤肖虎院士。

对于隐蔽通信而言，混合波束成形技术可以有效降低无线信号在窃听者信道上的能量泄露从而增强隐蔽性能。然而，现有工作中往往假设理想无限精度的数模转换器，这将带来显著的硬件开销。此外，实际场景中量化噪声的存在也会对隐蔽通信造成负面影响。因此，我们研究了有限分辨率数模转换器（Digital to Analog Converter，DAC）下的毫米波多输入多输出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）隐蔽通信（Covert Communications）系统，基站采用了混合波束成形（Hybrid Beamforming，HBF）架构，如下图所示。

基于加性量化噪声模型，我们推导了窃听者的检测误差概率，以评估系统的隐蔽性水平。为了最大化发射端和所有合法用户之间的隐蔽和速率，我们建立了混合波束成形设计的优化问题。为解决该非凸优化问题，我们提出了一种交替优化（Alternating optimization，AO）方案。首先，我们采用二次变换和拉格朗日对偶转换，将优化问题分解为四个子问题，并迭代求解至收敛。在模拟波束形成设计的子问题中，我们将其转换为具有恒模约束的二次约束二次规划（Quadratically Constrained Quadratic Programming，QCQP）问题，并利用内层主次优化（Inner Majorization-Minimization，iMM）方法求解。对于数字波束形成设计的子问题，我们将其转化为标准的QCQP凸优化问题，并通过内点法求解。此外，为降低AO方案的计算复杂度，我们提出了一种基于向量空间的启发式（Vector-Space based Heuristic, VSH）方案进行混合波束成形设计。我们证明了当天线数量趋于无穷大时，VSH方案中的隐蔽和速率可以有效逼近信道互信息。