[发明专利]一种NOMA场景下的导频污染攻击检测方法、基站和用户设备

说明书

本发明公开了一种NOMA场景下的导频污染攻击检测方法，计算不同训练阶段的基站接收信号与导频序列的互相关结果，并将第二导频训练阶段的互相关结果投影到第一导频训练阶段的互相关结果的方向上，得到投影结果，从而根据投影结果判断是否存在导频污染攻击，从而解决NOMA场景下物理层安全中导频污染攻击检测的问题，具有计算复杂度低、检测速度快等优点。与现有的需要修改导频结构的导频污染攻击检测方法相比，可实施性高，克服了现有检测方案中需要修改导频结构带来的可实施性低的问题，对抵抗导频污染攻击具有重要意义。

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检测方法。

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。为了及时响应和处理导频污染攻击，需要在合法通信的导频训练阶段检测导频污染攻击是否存在。现有导频污染攻击检测研究较少关注NOMA(Non-orthogonal Multiple Access，非正交多址接入)场景，大部分攻击检测方案需要修改导频结构，通过向导频序列中添加人工噪声，实现源信号协方差矩阵的秩增效果，由于攻击者无法模仿这种随机性，可以通过秩估计算法：MDL(Minimum Description Length，最小描述长度)算法和RMT(Random Matrix Theory，随机矩阵理论)的算法对接收信号的信号子空间进行估计，根据秩估计结果实现导频污染攻击的检测，然而引入噪声破坏了导频的正交性结构，可实施性较低。由此可见，如何实现NOMA场景下无需修改导频结构的导频污染攻击检测方法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检测方法由此解决现有的攻击检测方法由于需要修改导频结构的导致的可实施性低的技术问题。

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检测方法，包括：

基站根据NOMA用户对基于双阶段传输协议发送的导频序列s，确定所述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；

基站计算y₁、y₂分别与所述导频序列s的互相关序列Y₁、Y₂，将Y₂投影到Y₁方向上，得到投影结果Y_P；

基站判断投影结果的模||Y_P||²是否大于检测阈值η_Y，若是，则存在导频污染攻击；若否，则不存在导频污染攻击。

优选地，所述基站计算y₁、y₂分别与所述导频序列s的互相关序列Y₁、Y₂，将Y₂投影到Y₁方向上，得到投影结果Y_P，具体为：