[發(fā)明專利]一種基于LS-FDC準(zhǔn)則的竊聽用戶檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011322183.0
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112469040A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王國棟;潘鵬;胡松
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04W12/121
• 分類號: H04W12/121;H04K1/02
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務(wù)所 33233
• 代理人: 陸永強(qiáng)

1.基于LS-FDC準(zhǔn)則的竊聽用戶檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S10，合法用戶向各基站發(fā)送疊加了隨機(jī)導(dǎo)頻的公共導(dǎo)頻序列；

S20，各基站根據(jù)接收到的導(dǎo)頻序列進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，得到樣本協(xié)方差矩陣；

S30，各基站對自身的協(xié)方差矩陣進(jìn)行特征值分解并降序排列；

S40，針對特征值序列，基站首先假設(shè)合法用戶數(shù)為K，然后估計(jì)出噪聲方差，并帶入線性收縮公式計(jì)算出線性收縮系數(shù)；

S50，根據(jù)線性收縮系數(shù)計(jì)算收縮后的噪聲特征值序列，帶入靈活檢測標(biāo)準(zhǔn)信源檢測公式中計(jì)算出結(jié)果；

循環(huán)S40、S50，直到得到使靈活檢測標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算結(jié)果最小的K值；

S60，各基站分別比較K值與合法用戶數(shù)是否相等，如果相等，則證明不存在主動(dòng)竊聽者；若至少有一個(gè)基站檢測出不相等，則證明合法用戶附近存在主動(dòng)竊聽者。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述合法用戶向各基站發(fā)送疊加了隨機(jī)導(dǎo)頻的公共導(dǎo)頻序列的同時(shí)，附近的主動(dòng)竊聽者竊聽到合法用戶使用的公共導(dǎo)頻序列，并與合法用戶同步發(fā)送至各基站端。

假設(shè)H₀表示沒有導(dǎo)頻攻擊時(shí)的情況，H₁表示存在導(dǎo)頻攻擊時(shí)的情況，則AP_i接收到的導(dǎo)頻信號為：

其中，是合法用戶到第i個(gè)AP之間的信道系數(shù)矩陣，是主動(dòng)竊聽者到第i個(gè)AP之間的信道系數(shù)矩陣，P_B、P_E分別為合法用戶和主動(dòng)竊聽者的發(fā)送功率，η為合法用戶端公共導(dǎo)頻序列與隨機(jī)序列之間的功率分配系數(shù)，是均值為0、方差為σ²的循環(huán)對稱復(fù)高斯分布隨機(jī)噪聲矩陣，是合法用戶和主動(dòng)竊聽者發(fā)送的長度為N的BPSK導(dǎo)頻序列，是合法用戶端疊加的隨機(jī)導(dǎo)頻序列，為隨機(jī)生成；AP為小型服務(wù)基站，AP_i為第i個(gè)小型服務(wù)基站。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述各基站根據(jù)接收到的導(dǎo)頻序列進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，得到樣本協(xié)方差矩陣，為當(dāng)基站天線數(shù)M固定，導(dǎo)頻長度N→∞時(shí)，基站端接收信號的總體協(xié)方差矩陣為，

其中，y_i(n)為第i個(gè)AP接收到的導(dǎo)頻信號矢量，y_i^H(n)為y_i(n)的共軛轉(zhuǎn)置，E{·}表示求解數(shù)學(xué)期望；實(shí)際中導(dǎo)頻長度受限的影響，故以有限的樣本數(shù)目去估計(jì)總體的協(xié)方差矩陣，計(jì)算樣本協(xié)方差矩陣的公式為，

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述針對特征值序列，基站首先假設(shè)合法用戶數(shù)為K，然后估計(jì)出噪聲方差，并帶入線性收縮公式計(jì)算出線性收縮系數(shù)，為基站端會(huì)假設(shè)此時(shí)有K個(gè)合法用戶發(fā)送導(dǎo)頻信號，并利用噪聲特征值的一階矩和二階矩來計(jì)算出此時(shí)的線性收縮系數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)線性收縮系數(shù)計(jì)算收縮后的噪聲特征值序列，帶入靈活檢測標(biāo)準(zhǔn)信源檢測公式中計(jì)算出結(jié)果，為利用上一步求得的線性收縮系數(shù)，通過計(jì)算樣本協(xié)方差矩陣與實(shí)際協(xié)方差矩陣之間的最小均方誤差，來獲得噪聲樣本協(xié)方差矩陣的最佳估計(jì)值，將最佳估計(jì)值進(jìn)行特征值分解并降序排列，得到優(yōu)化后的噪聲特征值序列。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述循環(huán)S40、S50，直到得到使靈活檢測標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算結(jié)果最小的K值，為將優(yōu)化后的噪聲特征值序列帶入靈活檢測標(biāo)準(zhǔn)信源估計(jì)算法中，求得靈活檢測標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果值，記為A^(K)，然后令K+1，返回S40、S50繼續(xù)運(yùn)算，直到K≥min(M,N)，比較所有的結(jié)果值，找到使結(jié)果值最小的K值，返回K值。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述各基站分別比較K值與合法用戶數(shù)是否相等，如果相等，則證明不存在主動(dòng)竊聽者；若至少有一個(gè)基站檢測出不相等，則證明合法用戶附近存在主動(dòng)竊聽者，為如果所有基站求得的K值都等于真實(shí)合法用戶數(shù)，則表明在服務(wù)合法用戶的接入節(jié)點(diǎn)組覆蓋范圍中，不存在非法竊聽者；如果至少存在一個(gè)基站求得的K值不等于真實(shí)合法用戶數(shù)，那表明在服務(wù)合法用戶的接入節(jié)點(diǎn)組范圍中，存在非法竊聽者，有信息泄露的危險(xiǎn)。