[发明专利]窃听源3D定位方法及相关设备

说明书

本公开提供一种窃听源3D定位方法及相关设备，该方法包括：获取用户向无人机发送的导频信号；基于所述导频信号和预先部署在所述无人机端的三维天线的阵列参数，得到阵列输出信号频谱；基于所述阵列输出信号频谱检测主峰个数，若所述主峰个数超过合法用户个数，则确定存在窃听源；基于所述输出信号频谱构建三维谱峰函数，基于所述三维谱峰函数通过计算得到所述导频信号到达所述无人机天线阵列的到达角；基于所述到达角和所述导频信号强度，通过计算得到所述用户的位置信息；将所述用户的位置信息在预知合法用户的位置信息中进行搜索比对，以得到所述窃听源的位置信息。

技术领域

本公开涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种窃听源3D定位方法及其相关设备。

背景技术

随着智能时代到来和信息科技发展，仅使用传统的地面基站与终端进行数据传输已不再能够满足需求。无人机由于其部署方便，移动灵活等优势，被认为是用于构建小型通信系统或用于辅助实时高速通信的上佳之选。但在无人机与地面合法终端进行信息交互时，由于无人机与地面节点通信时无线信道具有开放和视距特性，其相比于传统地面通信更容易遭受到恶意窃听者的窃听攻击，所以在正式通信开始前采用合理高效的方式对系统进行窃听检测，保证通信安全就显得十分重要。目前，MUSIC算法(multiple signalclassification algorithm)用于二维平面的波达方向定位技术DOA(Direction OfArrival)获取有着较高精度，且采用高速处理技术后可实现实时处理，在特定条件下具有很高的分辨力、估计精度及稳定性，吸引了大量学者对其进行深入的研究和分析，前景乐观。

但是，当通信场景拓展到三维空间上，就会存在复杂的角度匹配的问题，这使得MUSIC算法的精度和速度都有所下降，同时也带来了冗杂的计算，这也是目前采用DOA技术定位的瓶颈和难题所在。

发明内容

有鉴于此，本公开的目的在于提出一种窃听源3D定位方法及其相关设备。

基于上述目的，本公开提供了一种窃听源3D定位方法，包括：

获取用户向无人机发送的导频信号；

基于所述导频信号和预先部署在所述无人机端的三维天线的阵列参数，得到阵列输出信号频谱；

基于所述阵列输出信号频谱检测主峰个数，若所述主峰个数超过合法用户个数，则确定存在窃听源；

基于所述输出信号频谱构建三维谱峰函数，基于所述三维谱峰函数通过计算得到所述导频信号到达所述无人机天线阵列的到达角；

基于所述到达角和所述导频信号强度，通过计算得到所述用户的位置信息；

将所述用户的位置信息与预知合法用户的位置信息进行比对，得到所述窃听源的位置信息。

进一步的，所述基于所述导频信号和预先部署在所述无人机端的三维天线的阵列参数，得到阵列输出信号频谱，包括：

计算所述无人机天线阵列三维方向的阵列响应；

基于三维方向的所述阵列响应计算得到阵列总响应；

基于所述阵列总响应和所述导频信号计算得到阵列输出信号；

基于所述阵列输出信号，通过离散傅里叶变换方法得到阵列输出信号频谱。

进一步的，所述基于所述输出信号频谱构建三维谱峰函数，基于所述三维谱峰函数通过计算得到所述导频信号到达所述无人机天线阵列的到达角，包括：

采用root-MUSIC算法对所述三维谱峰函数进行计算求解，得到计算结果，基于所述计算结果采用波达方向定位技术DOA得到所述到达角，所述到达角包括俯仰角和方位角。

进一步的，所述基于所述到达角通过计算得到所述用户的位置信息，包括：