硕士生王瑞民在IEEE WCL上发表隐蔽毫米波通信功率分配论文

2026年2月，硕士生王瑞民在戚晨皓教授的指导下，撰写的第一作者论文“Power Optimization for Covert Millimeter Wave Communications Based on Hierarchical Codebooks”被SCI期刊IEEE Wireless Communications Letters（IEEE无线通信快报）录用。论文的第一作者是王瑞民同学，第二作者是王瑞民的导师戚晨皓教授，第三作者是慈玮同学，第四作者是曾勇教授。 

随着毫米波（Millimeter Wave，mmWave）技术在新一代无线通信系统中的广泛应用，如何在实现高速数据传输的同时保障通信的隐蔽性，成为当前无线安全领域的重要研究方向。如图1所示，针对毫米波通信中波束对准（Beam Alignment，BA）和数据传输（Data Transmission，DT）两个阶段均可能暴露通信行为的问题，论文研究了隐蔽毫米波通信中的两阶段功率优化机制，提出了基于分层码本的隐蔽通信方案。不同于现有工作主要关注数据传输阶段的隐蔽性，该研究从系统整体出发，联合考虑波束训练与数据传输阶段的功率设计，在保证通信隐蔽约束的前提下提升系统的有效可达速率（Effective Achievable Data Rate，EADR）。 

图1 隐蔽毫米波通信系统示意图

如图1所示，论文首先建立了包含基站Alice、合法用户Bob以及监听者Willie的隐蔽毫米波通信模型，并将Willie的检测问题刻画为二元假设检验问题，通过相对熵约束刻画通信隐蔽性条件。在此基础上，提出了两种两阶段方案：基于分层码本的隐蔽通信方案（Covert Communications based on Hierarchical Codebooks, CC-HC）以及基于自适应分层码本的隐蔽通信方案（Covert Communications based on Adaptive Hierarchical Codebooks, CC-AHC）。针对波束对准阶段与数据传输阶段分别推导了发射功率的闭式解表达式，实现了在隐蔽性约束和最大发射功率约束下的最优功率分配。特别地，CC-AHC方案通过自适应选择分层码本的起始层和终止层，在波束增益与训练开销之间实现折衷，进一步提升了系统性能。 

仿真结果表明，相较于传统波束扫描方案，所提出的CC-HC与CC-AHC方案在隐蔽性约束条件下显著提升了系统的EADR。例如在中低信噪比区域，所提方案的EADR可实现数量级提升；另外，CC-AHC方案以轻微额外训练开销的代价，获得了比 CC-HC方案更优的性能。