[发明专利]一种基于分层二维特征编码的安全多用户导频鉴权方法

说明书

一种基于分层二维特征编码的安全多用户导频鉴权方法，每一个合法用户(LU)指定的原有导频信号现在被随机化、编码为子载波激活模式(SAP)，这些被编码的SAP，尽管会被恶意信号掩盖并且在无线环境中彼此重叠、互相干扰，却仍然可以被分离、识别、可靠地解码为码字并且最终转化为对应的导频信号，从而保证SMPA。本发明构建了用于SMPA的五层分层解码(HD)模型以演示特征编码和解码的原理。提出了可靠性约束收缩(RBC)理论来缩小约束区间，这个操作是通过针对H2DF的码本分区技术来完成的。通过优化子码本的个数，使得上限和下限IEP边界收缩并重合。本发明通过H2DF编码理论的支持,能够在在SMPA方面的表现出良好的稳定性。

技术领域

本发明涉及到无线通信领域，特别涉及一种基于分层二维特征编码的安全多用户导频鉴权方法。

背景技术

随着无线通信技术日益发展，无线信道的广播特性带来的安全风险与日俱增，有害信号源可以更加高效的干扰其他正常节点的通信链路。尽管上层的密码加密解密体制可以在一定程度上保证无线通信环境的安全性，但是随着计算机技术的发展，上层的加密体制面临被破译的风险，有害信号源可以进一步获取合法用户的信息。针对此现象，物理层安全机制引起了广泛的关注和研究。当前，鉴于很多商用和军用的无线通信系统都是基于OFDM技术，有害信号源更加频繁而且针对OFDM系统的攻击，进一步地，攻击者可以获取目标系统的协议和架构参数，对其造成严重的、无法估量的通信损失。

研究物理层的导频鉴权机制。在OFDM系统中，导频的鉴权机制是建立在公共已知导频的基础上，是公开的、确定性的。因此，这些导频信号可被攻击者获知，当攻击者获悉合法收发机的帧同步信息和导频信息后，可进一步发动导频感知攻击，期间，该攻击者通过与某一合法用户同步地发送特定的导频信号，就可以干扰合法收发机配对之间的导频共享机制，进一步影响信道估计，瘫痪系统的下一步数据传输服务。而且，导频感知攻击一旦成功实施后，合法收发机很难再启动数据恢复。因此，关键在于如何设计安全的多用户导频鉴权机制来削弱OFDM系统中的导频感知攻击的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于分层二维特征编码的安全多用户导频鉴权方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于分层二维特征编码的安全多用户导频鉴权方法，包括以下步骤：

步骤1，建立系统模型；采用随机导频机制，多个上行发射机采用随机导频进行信道估计，主动攻击者采取混合攻击模式，攻击模式包括：部分频带干扰合法信道的信道训练、全频带干扰合法信道训练和保持静默；

步骤2，通过对各个子载波激活模式的编码，创建了码频域，构建分层二维编码准则；考虑K+2个OFDM符号时间，对任意单个子载波上收到的信号进行能量检测，通过配置检测阈值，实现每个子载波上精准的信号个数检测，若存在信号，则该子载波被编码为1，反之则为0；根据得到的二进制编码，得到二元码字向量集合为： S₁＝{s₁＝[s_1，m]|s_1，m∈{0，1}，1≤m≤L_s}，其中，s_1，m表示第m个二元码字单元。L_s表示码字的长度，同理，得到M+1元码字向量集合S₂＝{s₂|s_2，m∈{0，...，M}，1≤m≤L_s}，s_2，m表示第m个M+1元码字单元

建立码频域为：其中b表示码字s对应频域的位置，N表示占用的子载波个数；在这个码频域上，得到N×C的二元码本C＝[b_i，j]，b_i，j＝0，or，1，码本中第i个码字定义为c_i＝[b_1，i … b_N，i]^T；