[发明专利]一种基于I/Q不平衡的主用户仿真攻击检测方法

摘要

本发明提供一种基于I/Q不平衡的主用户仿真攻击检测方法。针对PUEA检测问题，现有研究大都关注从用户位置固定的场景，移动场景下的研究成果较少，且存在着系统开销大和实际场景中应用受限等问题。本发明通过所述的方法得到信号发射机的I/Q不平衡，并根据该特征采用二元假设检测的方法实现主用户仿真攻击的检测。具体是在移动场景下，认知无线电用户利用接收向量构建重组向量，进而计算得到信号发射机的I/Q不平衡，然后构建二元假设检验进行判决。本发明方法运算开销低，识别时间短，所选用特征难以被仿真主用户模仿，且在主用户、从用户与仿真主用户均移动时仍可正常工作。

主权项

1.一种基于I/Q不平衡的主用户仿真攻击检测方法，该方法通过利用接收信号估计信号发射机的I/Q不平衡来识别主用户和仿真主用户；其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、认知无线电网络中，在主用户PU工作时，感知用户SU利用接收到的PU信号对信号发射机的I/Q不平衡进行估计，重复估计多次取平均作为PU的I/Q不平衡先验信息，然后根据系统对虚警概率P_FP的要求设定最小判决门限值λ，具体过程如下：(1)构造重组向量其中r_k表示长度为L_DFFT+L_CP的第k个接收向量，L_DFFT为离散傅里叶变换的点数，即正交频分复用中子载波个数，L_CP为循环前缀的长度，r_k(m:n)表示向量r_k的第m至第n个元素，即由r_k‑1的后L_DFFT个元素和r_k的前L_CP个元素组成；(2)利用及接收向量r_k构造向量y_k：(3)利用y_k计算信号发射机的I/Q不平衡||·||表示欧几里德范数，A^T表示矩阵A的转置，M表示接收向量的个数；(4)重复以上估计过程，计算统计平均值其中表示第i次的信号发射机I/Q不平衡估计值，N为估计次数；(5)根据预先设定的虚警概率P_FP要求，由计算满足P_FP的最小判决门限值λ，其中为I/Q不平衡估计值的方差，且Q(x)是标准正态分布的互补累计分布函数，且Q^‑1(x)表示Q(x)的逆函数；步骤二、SU在未知用户工作时，通过步骤一中I/Q不平衡估计方法得到信号发射机的I/Q不平衡，重复估计N次取平均得到未知信号发射机的I/Q不平衡估计值步骤三、SU通过构建二元假设检验，判断接收到的信号来自PU还是仿真主用户PUE；SU构建二元假设检验如下：根据步骤一得到的判决门限值λ、PU的I/Q不平衡先验信息μ_PU和步骤二得到的未知信号发射机的I/Q不平衡估计值构建二元假设检验如下：H₀和H₁分别表示SU判断接收信号来自于PU或者PUE，通过采用上述二元假设检验，当时，SU判断接收信号来自主用户；当时，判断存在主用户仿真攻击。