[发明专利]一种无线通信物理层认证方法

说明书

本发明揭示了一种无线通信物理层认证方法，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，对其进行身份认证；S2：SVM认证模型步骤；S3：多径时延特征训练步骤；S4：多径时延特征检测步骤。本发明采用支持向量机能够对不断变化的信道多径时延特性进行良好的跟踪学习，对新估出来的多径时延信息进行判决检测。利用信道多径时延特性，采用SVM模型对用户的多径时延特征进行分类学习，提高了在无线通信环境中的认证效率。

技术领域

本发明涉及一种无线传输领域的安全认证方法，具体涉及一种无线通信物理层认证方法。

背景技术

无线通信系统具有开放性广播性的特点，使其很容易受到窃听和模仿攻击。身份认证作为常用的安全手段，对用户身份的合法性进行判断处理，可以有效阻止非法用户的接入和访问。近几年物理层认证技术逐渐成为研究热点，在无线通信网络安全中得到广泛应用。对现有技术文献检索发现，可以在发送信号上叠加上身份标签一起传输，通过标签进行认证。该方法需要协调标签与信号之间的能量大小，对传输信号本身影响较大，计算复杂且没有充分利用无线信道特性。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提出一种无线通信物理层认证方法。

本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：

一种无线通信物理层认证方法，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，对其进行身份认证，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，决定了超平面的方向，b∈R为位移，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；