[发明专利]基于IEEE 802.11协议的通信信号关联方法有效

专利信息
申请号: 202110521313.1 申请日: 2021-05-13
公开(公告)号: CN113099550B 公开(公告)日: 2022-06-24
发明(设计)人: 马盛元;魏平;李万春;张花国 申请(专利权)人: 电子科技大学
主分类号: H04W74/08 分类号: H04W74/08
代理公司: 成都点睛专利代理事务所(普通合伙) 51232 代理人: 孙一峰
地址: 611731 四川省*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 基于 ieee 802.11 协议 通信 信号 关联 方法
【说明书】:

发明属于通信技术领域,具体是涉及一种基于IEEE 802.11协议的通信信号关联方法。本发明针对Ad‑hoc通信系统的节点关联关系分析问题,本发明给出了利用IEEE 802.11协议中的时序先验信息并建立概率模型的方法,在给定约束的情况下,可以从TOE与TOA信息中挖掘出节点之间的关联关系,对于四次握手模式和帧分段模式的关联任务,理想条件下模型准确率接近100%,对于测量噪声也表现出较强的鲁棒性,且对于Data/ACK通信模式也能达到75%以上的关联准确率。

技术领域

本发明属于通信技术领域,具体是涉及一种基于IEEE 802.11协议的通信信号关联方法。

背景技术

在对Ad-hoc通信系统的非合作信息处理中,常常希望获取到目标系统找那个节点与节点之间的通信关联关系。非合作地获取节点通信关联关系本身就是欠定问题,只能利用信号的时、频、空参数结合一定的先验信息处理这样的任务,此外Ad-hoc网络的无中心和扁平化特性给节点关联任务增添新的难度。但是不意味着这样的问题没有解决办法,Ad-hoc网络中多采用IEEE 802.11协议,可以从协议中挖掘更多的先验信息来解决Ad-hoc节点信号关联问题。

发明内容

本发明针对采用IEEE 802.1MAC协议的Ad-Hoc通信系统,提出了一种基于IEEE802.11MAC协议的通信信号关联方法。Ad-hoc通信系统的关联是个欠定问题,本发明利用挖掘IEEE 802.11MAC协议中的信息作为先验信息,结合具体的通信时序设计有效的关联模型完成关联关系。

本发明针对的场景是基于IEEE 802.11MAC协议的通信系统,为了解决作为非合作方对目标通信系统中节点进行通信关联分析的问题。

本发明所采用的技术方案包括:

首先针对目标的Ad-hoc通信系统进行信号监听,尽量获取时间窗口T内的全部脉冲信号,针对脉冲进行时、频、空参数测量,依据DOA信息对脉冲进行分选,确定系统中的n1到nm的m个节点,以及每个节点对应的脉冲与每个脉冲的TOA和TOE。

IEEE 802.11协议规定通信存在RTS帧、CTS帧和ACK帧三种控制帧,帧长度分别为20、14、14比特,以及可变帧长度Data帧。因此完全可以依据参数测量的帧长度对接收到的脉冲进行分类,分成RTS帧、CTS帧或者ACK帧,以及数据帧三种类型。IEEE 802.11协议还规定了三种通信模式,Data/ACK模式、RTS/CTS/Data/ACK四次握手模式以及帧分段模式,如图1所示。通信发射方可能发出RTS帧或者Data帧,接收方只有可能在接收期间发射CTS或者ACK信号,通信双方在通信期间是互相独占的,不会对其他节点发射信号。此外协议规定存在如下两个约束:第一发射节点的一次发射过程的第一个脉冲TOA与上一次通信过程的最后一个帧TOE的时间间隔至少为DIFS。第二发射节点一次通信过程的相邻脉冲时间间隔为SIFS。

基于如上两个间隔约束,就可以很容易区分每次通信过程的完整发射窗口,进一步可以依据不同通信模式的帧类型特征,即基本通信模式没有RTS帧,四次握手只有RTS/CTS/Data/ACK四个帧,帧分段有RTS帧且Data帧数大于1,对每次发射过程的通信模式进行识别。

具体信号关联方法为:

具体IEEE 802.11协议下的关联关系分析,就是在确定信息发送方脉冲的基础上,为每一帧发送方脉冲寻找对应的CTS或者ACK帧,某备选接收节点的CTS帧或者ACK帧的匹配可能性对应该节点与信息发送节点的关联关系的可能性。

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