[發明專利]一種基于獨立性校驗編碼的OFDM信道訓練鑒權方法

有效

• 申請號: 201810616004.0
• 申請日: 2018-06-14
• 公開（公告）號: CN108847911B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 任品毅;徐東陽;王熠晨
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

一種基于獨立性校驗編碼的OFDM信道訓練鑒權方法，用以避免導頻遭受的干擾、歸零和欺騙風險。導頻不僅僅被隨機化并插入到子載波中，同時也被編碼、對應為子載波激活模式(SAP)。這些經過編碼的SAP雖然被惡意信號掩蓋，卻是可以被識別并解碼成原始導頻信號，并進一步被用于高精度的信道沖擊響應(CIR)估計，成功解決導頻攻擊環境下的信道估計難題。本發明聯合子載波編碼和信道估計，通過優化碼率和信道估計，實現了攻擊環境下高安全性、高穩定性的無線信道訓練鑒權。

技術領域

本發明涉及到無線通信領域，特別涉及一種基于獨立性校驗編碼的OFDM信道訓練鑒權方法。

背景技術

當前無線通信技術面臨嚴重的安全風險，這種風險源于無線信道的廣播特性，具體表現為有害信號源危害干擾其他正常節點的通信鏈路。雖然上層的密碼加密解密體制可以在一定程度上保證無線通信環境的安全性，但是隨著計算機技術的發展，上層的加密體制面臨被破譯的風險，合法用戶的信息進而完全暴露于敵對目標。基于此，物理層安全機制引起了廣泛的關注和研究，鑒于OFDM系統作為當前主流的無線通信系統架構并且被廣泛應用于各個實際的無線通信系統中，針對該系統的攻擊逐漸成為熱點話題，攻擊者可以獲取該系統的協議和架構特征，對其造成嚴重的威脅。

研究物理層的信道訓練協議。在OFDM系統中，信道訓練的目的是利用公共已知的導頻進行信道估計,這些導頻信號可被攻擊者獲知，當攻擊者獲悉合法收發機的幀同步信息和導頻信息后，可發動導頻感知攻擊，期間，該攻擊者通過與某一合法用戶同步地發送特定的導頻信號，干擾合法收發機配對之間信道估計，癱瘓系統的下一步數據傳輸服務。而且，導頻感知攻擊一旦成功實施后，合法收發機很難再獲取精確的合法鏈路信道狀態信息。因此，關鍵在于如何設計導頻鑒權機制來抵抗和削弱OFDM系統中的導頻感知攻擊對信道訓練的影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于獨立性校驗編碼的OFDM信道訓練鑒權方法，以解決上述問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于獨立性校驗編碼的OFDM信道訓練鑒權方法，包括以下步驟：

步驟1，建立系統模型；采用隨機導頻機制，上行發射機采用隨機導頻進行信道估計，主動攻擊者可采取混合攻擊模式；混合攻擊模式包括部分頻帶干擾合法信道的信道訓練、全頻帶干擾合法信道訓練和保持靜默；

步驟2，通過對各個子載波激活模式的編碼，創建了碼頻域，構建了獨立性校驗編碼準則；考慮3個OFDM符號時間，對任意單個子載波上收到的信號進行能量檢測，通過配置閾值，實現每個子載波上精準的信號個數檢測，若存在信號，則該子載波被編碼為1，反之則為0；根據得到的二進制編碼，得到二元碼字向量集合為：其中，L_s表示碼字的長度，p_m表示第m 個碼字單元；建立碼頻域為：其中b表示碼字p對應頻域的位置， N表示占用的子載波個數；最后得到一個N×C的二元碼本C＝[c_i,j]，碼本中第i個碼字定義為c_i＝[c_1,i … c_N,i]^T；

構建獨立性校驗編碼準則，包括編碼準則和解碼準則，用以抵抗混合攻擊；

步驟3，構建基于獨立性校驗編碼ICC的反攻擊信道訓練鑒權CTA協議，包括導頻的表示，分離和識別；

步驟4，優化碼率，實現最穩定信道估計。