[发明专利]一种基于独立性校验编码的OFDM信道训练鉴权方法

说明书

一种基于独立性校验编码的OFDM信道训练鉴权方法，用以避免导频遭受的干扰、归零和欺骗风险。导频不仅仅被随机化并插入到子载波中，同时也被编码、对应为子载波激活模式(SAP)。这些经过编码的SAP虽然被恶意信号掩盖，却是可以被识别并解码成原始导频信号，并进一步被用于高精度的信道冲击响应(CIR)估计，成功解决导频攻击环境下的信道估计难题。本发明联合子载波编码和信道估计，通过优化码率和信道估计，实现了攻击环境下高安全性、高稳定性的无线信道训练鉴权。

技术领域

本发明涉及到无线通信领域，特别涉及一种基于独立性校验编码的OFDM信道训练鉴权方法。

背景技术

当前无线通信技术面临严重的安全风险，这种风险源于无线信道的广播特性，具体表现为有害信号源危害干扰其他正常节点的通信链路。虽然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，合法用户的信息进而完全暴露于敌对目标。基于此，物理层安全机制引起了广泛的关注和研究，鉴于OFDM系统作为当前主流的无线通信系统架构并且被广泛应用于各个实际的无线通信系统中，针对该系统的攻击逐渐成为热点话题，攻击者可以获取该系统的协议和架构特征，对其造成严重的威胁。

研究物理层的信道训练协议。在OFDM系统中，信道训练的目的是利用公共已知的导频进行信道估计,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，干扰合法收发机配对之间信道估计，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，合法收发机很难再获取精确的合法链路信道状态信息。因此，关键在于如何设计导频鉴权机制来抵抗和削弱OFDM系统中的导频感知攻击对信道训练的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于独立性校验编码的OFDM信道训练鉴权方法，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：

一种基于独立性校验编码的OFDM信道训练鉴权方法，包括以下步骤：

步骤1，建立系统模型；采用随机导频机制，上行发射机采用随机导频进行信道估计，主动攻击者可采取混合攻击模式；混合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，构建了独立性校验编码准则；考虑3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：其中，L_s表示码字的长度，p_m表示第m 个码字单元；建立码频域为：其中b表示码字p对应频域的位置， N表示占用的子载波个数；最后得到一个N×C的二元码本C＝[c_i,j]，码本中第i个码字定义为c_i＝[c_1,i … c_N,i]^T；

构建独立性校验编码准则，包括编码准则和解码准则，用以抵抗混合攻击；

步骤3，构建基于独立性校验编码ICC的反攻击信道训练鉴权CTA协议，包括导频的表示，分离和识别；

步骤4，优化码率，实现最稳定信道估计。