[发明专利]一种NOMA场景下的导频污染攻击信道去污方法有效
申请号: | 202110869757.4 | 申请日: | 2021-07-30 |
公开(公告)号: | CN113507710B | 公开(公告)日: | 2022-06-14 |
发明(设计)人: | 彭薇;谢一梅;江涛 | 申请(专利权)人: | 华中科技大学 |
主分类号: | H04W12/122 | 分类号: | H04W12/122 |
代理公司: | 华中科技大学专利中心 42201 | 代理人: | 王颖翀 |
地址: | 430074 湖北*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 noma 场景 污染 攻击 信道 去污 方法 | ||
本发明公开了一种NOMA场景下的导频污染攻击信道去污方法,根据NOMA用户对基于双阶段训练传输协议发送的导频序列确定基站的接收信号,根据所述接收信号对信道进行估计,提取并基于信道的空间特征对信道进行去污,在不修改导频结构的前提下,利用不同训练阶段的接收信号的投影结果,解决NOMA场景下物理层安全中导频污染攻击导致的信道污染问题,具有信道去污能力强等、可靠性高等优点;与现有的方法相比,不需要合法用户信道的历史统计信息,也无需引入随机导频或者利用信道的角度域聚簇性,具有较高的可实施性。
技术领域
本发明属于通信技术领域,更具体地,涉及一种NOMA场景下的导频污染攻击信道去污方法。
背景技术
随着第五代移动通信技术的商业化,无线网络技术由此可以作为许多新兴服务的基础,如智能交通系统,智慧城市等。然而,无线网络技术在带来便利的同时,也存在许多安全问题。由于无线介质的共享特性,任何接收机将捕获其覆盖区域内的无线信号,无线传输由此容易受到外部窃听或干扰,从而严重威胁无线网络中信息的安全。物理层安全技术可以在不使用密钥协议的情况下实现安全通信,近年来受到了广泛关注。
导频污染攻击作为一种危害较大的物理层主动窃听方式,使物理层安全面临新的挑战。由于传输协议,帧结构和导频序列集是公开的,窃听者根据历史观测结果,可以发送与合法用户相同的导频序列来影响基站的信道估计过程,导致基站在上行训练阶段获取合法用户的信道状态信息出现偏差,迫使基站在随后的下行数据传输阶段中使用的预编码器隐式地向窃听者形成波束,从而增加窃听者的接收信号功率。这不仅阻碍了合法通信双发的可靠通信,更严重的是会导致信息泄露。当系统中存在导频污染攻击时,需要进行有效的信道去污以保证合法数据的安全传输。现有导频污染攻击下的信道去污研究较少关注NOMA(Non-orthogonal Multiple Access,非正交多址接入)场景,常用的基于特征值分解(Eigenvalue Decomposition,EVD)的盲信道估计算法在合法用户和攻击者的发射功率接近时失效;而线性最小均方误差(Linear Minimum Mean Square Error,LMMSE)信道估计算法需要合法用户和攻击者的信道统计信息,实际情况下攻击者的信道统计信息一般无法获取。由此可见,如何可靠地实现对NOMA场景下的多径信道去污是当前亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种NOMA场景下的导频污染攻击信道去污方法,由此解决现有的信道去污方法可靠性低的技术问题。
为实现上述目的,按照本发明的第一方面,提供了一种NOMA场景下的导频污染攻击信道去污方法,包括:
S1,基站根据NOMA用户对基于双阶段训练传输协议发送的导频序列s,确定NOMA用户对分别在第一导频训练阶段和第二导频训练阶段时,基站的接收信号y1和y2;
S2,基站分别根据y1和y2计算第一导频训练阶段和第二导频训练阶段的信道和并分别提取信道和的空间特征U1和U2;
S3,基站分别将和投影至U1和U2的正交空间,得到去污后的信道和
优选地,所述分别提取信道和的空间特征U1和U2,具体为:
分别对和进行傅里叶变换得到空间谱和从和中分别提取大于检测阈值λ1,th和λ2,th的空间特征U1和U2;
其中,i=1,2;PF为虚警概率,PM为漏检概率,Hi,E表示合法用户设备i和导频污染攻击者的信道空间谱之和,表示导频训练阶段i的白噪声方差;
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