[发明专利]一种信道训练过程中窃听导频的检测方法与装置

权利要求书

1.一种信道训练过程中窃听导频的检测方法，其特征在于，包括：

设置通信协议；

根据所述通信协议发射和接收导频；

根据各个时隙接收的导频分别进行信道反向估计结果的计算，得到信道反向估计结果；

根据所述信道反向估计结果估计合法用户的信道、非法用户的上行通信信道和非法用户的下行通信信道；

所述通信协议具体包括：第一时隙、第二时隙和第三时隙三个连续时隙；

所述根据所述通信协议发射和接收导频的过程具体包括：

第一时隙合法用户发射导频，主用户和辅助用户接收导频；第二时隙主用户发射导频，合法用户和辅助用户接收导频；第三时隙辅助户发射导频，主用户与合法用户接收导频；

所述第一时隙的信道反向估计结果的计算表达式包括：

表达式一：

表达式二：

其中，Y_ba、Y_bc表示根据第一时隙接收的导频计算的信道反向估计结果；表示合法用户与辅助用户的信道增益，表示为非法用户的信道增益；h_ab、h_bc分别表示主用户与合法用户之间、合法用户与辅助用户之间的信道；h_ea、h_ec分别表示主用户、辅助用户与非法用户之间的信道；V_i分别表示噪声；x₁表示为在第一时隙下的导频信号；H₀表示没有非法用户发射欺诈导频的情况下的信道估计；H₁表示有非法用户发射欺诈导频的情况下的信道估计；

根据信道对称性，h_ab＝h_ba、h_bc＝h_cb；

所述第二时隙的信道反向估计结果的计算表达式包括：

表达式三：

表达式四：

其中，Y_ab、Y_ac表示根据第二隙接收的导频计算的信道反向估计结果；h_ab、h_ac分别表示主用户与合法用户之间、主用户与辅助用户之间的信道，h_eb、h_ec分别表示合法用户、辅助用户与非法用户之间的信道；x₂表示为在第二时隙下的导频信号；

其中，主用户与辅助用户的信道信息是已知的，既h_ac、h_ca已知；根据信道对称性，h_ac＝h_ca；

所述第三时隙的信道反向估计结果的计算表达式包括：

表达式五：

表达式六：

其中，Y_ca、Y_cb表示根据第三时隙接收的导频计算的信道反向估计结果；h_ac、h_bc分别表示主用户与辅助用户、合法用户与辅助用户之间的信道，h_ea、h_eb分别表示主用户、合法用户与非法用户之间的信道；x₃表示为在第三时隙下的导频信号；

所述估计合法用户的信道的表达式包括：

表达式七：

其中，为估计出的合法用户的信道，α为最小二乘法乘子，U为噪声；

所述估计非法用户的上行通信信道与非法用户的下行通信信道的表达式包括：

表达式八：

表达式九：

其中，为估计非法用户上行通信信道，为估计非法用户下行通信信道，U₁为上行通信信道的噪音，U₂为下行通信信道的噪音。

2.根据权利要求1所述的一种信道训练过程中窃听导频的检测方法，其特征在于，所述表达式八和表达式九在统计分布上存在一个门限γ，来判断是否存在非法用户，间接检测出是否存在欺诈导频，判决为H₁，则上行训练存在窃听；判决为H₁，则下行训练存在窃听

其中，γ₁为上行通信信道的门限，γ₂为下行通信信道的门限。

3.一种信道训练过程中窃听导频的检测装置，其特征在于，包括：

协议模块，其用于设置通信协议；

信号收发模块，其用于根据所述通信协议发射和接收导频；

反向估计模块，其用于根据各个时隙接收的导频分别进行信道反向估计结果的计算，得到信道反向估计结果；

信道分析模块，其用于根据所述信道反向估计结果估计合法用户的信道、非法用户的上行通信信道和非法用户的下行通信信道；

所述通信协议具体包括：第一时隙、第二时隙和第三时隙三个连续时隙；

所述根据所述通信协议发射和接收导频的过程具体包括：

第一时隙合法用户发射导频，主用户和辅助用户接收导频；第二时隙主用户发射导频，合法用户和辅助用户接收导频；第三时隙辅助户发射导频，主用户与合法用户接收导频；

所述第一时隙的信道反向估计结果的计算表达式包括：

表达式一：

表达式二：

其中，Y_ba、Y_bc表示根据第一时隙接收的导频计算的信道反向估计结果；表示合法用户与辅助用户的信道增益，表示为非法用户的信道增益；h_ab、h_bc分别表示主用户与合法用户之间、合法用户与辅助用户之间的信道；h_ea、h_ec分别表示主用户、辅助用户与非法用户之间的信道；V_i分别表示噪声；x₁表示为在第一时隙下的导频信号；H₀表示没有非法用户发射欺诈导频的情况下的信道估计；H₁表示有非法用户发射欺诈导频的情况下的信道估计；

根据信道对称性，h_ab＝h_ba、h_bc＝h_cb；

所述第二时隙的信道反向估计结果的计算表达式包括：

表达式三：

表达式四：

其中，Y_ab、Y_ac表示根据第二隙接收的导频计算的信道反向估计结果；h_ab、h_ac分别表示主用户与合法用户之间、主用户与辅助用户之间的信道，h_eb、h_ec分别表示合法用户、辅助用户与非法用户之间的信道；x₂表示为在第二时隙下的导频信号；

其中，主用户与辅助用户的信道信息是已知的，既h_ac、h_ca已知；根据信道对称性，h_ac＝h_ca；

所述第三时隙的信道反向估计结果的计算表达式包括：

表达式五：

表达式六：

其中，Y_ca、Y_cb表示根据第三时隙接收的导频计算的信道反向估计结果；h_ac、h_bc分别表示主用户与辅助用户、合法用户与辅助用户之间的信道，h_ea、h_eb分别表示主用户、合法用户与非法用户之间的信道；x₃表示为在第三时隙下的导频信号；

所述估计合法用户的信道的表达式包括：

表达式七：

其中，为估计出的合法用户的信道，α为最小二乘法乘子，U为噪声；

所述估计非法用户的上行通信信道与非法用户的下行通信信道的表达式包括：

表达式八：

表达式九：

其中，为估计非法用户上行通信信道，为估计非法用户下行通信信道，U₁为上行通信信道的噪音，U₂为下行通信信道的噪音。