[發明專利]一種無線通信物理層認證方法

有效

• 申請號: 201810271211.7
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108718292B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 侯曉赟;李冬冬;鄭澤良;趙水靜;吳歡桐
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;G06K9/62
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 范丹丹

1.一種無線通信物理層認證方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

S1：數據獲取步驟；

通過接收端對來自發送端的信號進行信道估計得到多徑時延信息，發送端屬于合法用戶或非法用戶，接收端屬于認證方，對多徑時延信息進行身份認證，τ_A為來自合法用戶的多徑時延特征信息，τ_t為t時刻對收到的信號進行時域估計得到的多徑時延信息，基于多徑時延信息提出如下假設，當τ_t＝τ_A時定義為T₀，當τ_t≠τ_A時定義為T₁，T₀表示信息來自合法發送端，T₁表示信息不來自合法發送端，表達式為：

T₀：τ_t＝τ_A

T₁：τ_t≠τ_A (1)

S2：SVM認證模型步驟；

通過SVM算法對S1步驟中的多徑時延信息進行多徑時延特征訓練，SVM算法將多徑時延信息分為兩類以得到訓練數據，第一類特征的標簽記為+1類，第二類特征的標簽記為-1類；

S3：多徑時延特征訓練步驟；

將多徑時延信息的訓練樣本分為兩部分得到測試數據，通過SVM算法找到最優劃分超平面來區別+1類與-1類數據，超平面可以用多徑時延特征表示為：

ω^Tτ_i+b＝0 (2)

其中ω＝(ω₁；ω₂；…；ω_n)為法向量，決定了最優劃分超平面的方向，b∈R為位移，R為實數，決定了超平面到原點的距離，用超平面(ω，b)對樣本(τ_i，y_i)數據特征分類，若ω^Tτ_i+b＞0為合法用戶；則有y_i＝+1，代表分類正確，檢測通過；否則ω^Tτ_i+b＜0為非法用戶，則有y_i＝-1，代表分類不正確，檢測不通過；

S4：多徑時延特征檢測步驟；

通過SVM算法對合法用戶信道多徑時延特征的樣本進行訓練得到最優劃分超平面，對新收到的多徑時延特征通過最優劃分超平面進行檢測，如果特征標簽檢測為+1，T₀將會被接受，即表示多徑時延特征和訓練時的特征相似，認為是來自合法用戶，認證成功，如果特征標簽檢測為-1，T₁將會被接受，即表示多徑時延特征和訓練時的特征不相似，認為是來自非法用戶，認證失敗。

2.根據權利要求1所述的無線通信物理層認證方法，其特征在于：所述訓練數據和測試數據的信噪比為0-25dB。

3.根據權利要求1所述的無線通信物理層認證方法，其特征在于：所述訓練數據的認證標簽范圍是一對的(0，1)(-1，1)......(n，m)，其中n和m可取不同的實數。

4.根據權利要求3所述的無線通信物理層認證方法，其特征在于：所述訓練數據由51個標簽為+1的多徑時延特征數據和51個標簽為-1的隨機生成的序列數據組成，-1表示非法用戶，即發送端的身份標簽，+1表示合法用戶，即發送端的身份標簽。

5.根據權利要求1所述的無線通信物理層認證方法，其特征在于：所述測試數據的認證標簽范圍是一對的(0，1)(-1，1)......(n，m)，其中n和m可取不同的實數。

6.根據權利要求1所述的無線通信物理層認證方法，其特征在于：所述S4步驟中，多徑時延特征檢測選取由101個標簽為+1的測試數據和101個標簽為-1的測試數據組成，對測試數據進行特征檢測，實現用戶身份的認證。