[发明专利]一种无线通信物理层认证方法

权利要求书

1.一种无线通信物理层认证方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：数据获取步骤；

通过接收端对来自发送端的信号进行信道估计得到多径时延信息，发送端属于合法用户或非法用户，接收端属于认证方，对多径时延信息进行身份认证，τ_A为来自合法用户的多径时延特征信息，τ_t为t时刻对收到的信号进行时域估计得到的多径时延信息，基于多径时延信息提出如下假设，当τ_t＝τ_A时定义为T₀，当τ_t≠τ_A时定义为T₁，T₀表示信息来自合法发送端，T₁表示信息不来自合法发送端，表达式为：

T₀：τ_t＝τ_A

T₁：τ_t≠τ_A (1)

S2：SVM认证模型步骤；

通过SVM算法对S1步骤中的多径时延信息进行多径时延特征训练，SVM算法将多径时延信息分为两类以得到训练数据，第一类特征的标签记为+1类，第二类特征的标签记为-1类；

S3：多径时延特征训练步骤；

将多径时延信息的训练样本分为两部分得到测试数据，通过SVM算法找到最优划分超平面来区别+1类与-1类数据，超平面可以用多径时延特征表示为：

ω^Tτ_i+b＝0 (2)

其中ω＝(ω₁；ω₂；…；ω_n)为法向量，决定了最优划分超平面的方向，b∈R为位移，R为实数，决定了超平面到原点的距离，用超平面(ω，b)对样本(τ_i，y_i)数据特征分类，若ω^Tτ_i+b＞0为合法用户；则有y_i＝+1，代表分类正确，检测通过；否则ω^Tτ_i+b＜0为非法用户，则有y_i＝-1，代表分类不正确，检测不通过；

S4：多径时延特征检测步骤；

通过SVM算法对合法用户信道多径时延特征的样本进行训练得到最优划分超平面，对新收到的多径时延特征通过最优划分超平面进行检测，如果特征标签检测为+1，T₀将会被接受，即表示多径时延特征和训练时的特征相似，认为是来自合法用户，认证成功，如果特征标签检测为-1，T₁将会被接受，即表示多径时延特征和训练时的特征不相似，认为是来自非法用户，认证失败。

2.根据权利要求1所述的无线通信物理层认证方法，其特征在于：所述训练数据和测试数据的信噪比为0-25dB。

3.根据权利要求1所述的无线通信物理层认证方法，其特征在于：所述训练数据的认证标签范围是一对的(0，1)(-1，1)......(n，m)，其中n和m可取不同的实数。

4.根据权利要求3所述的无线通信物理层认证方法，其特征在于：所述训练数据由51个标签为+1的多径时延特征数据和51个标签为-1的随机生成的序列数据组成，-1表示非法用户，即发送端的身份标签，+1表示合法用户，即发送端的身份标签。

5.根据权利要求1所述的无线通信物理层认证方法，其特征在于：所述测试数据的认证标签范围是一对的(0，1)(-1，1)......(n，m)，其中n和m可取不同的实数。

6.根据权利要求1所述的无线通信物理层认证方法，其特征在于：所述S4步骤中，多径时延特征检测选取由101个标签为+1的测试数据和101个标签为-1的测试数据组成，对测试数据进行特征检测，实现用户身份的认证。