无蜂窝大规模MIMO中导频欺骗攻击检测方法

摘要：

在无蜂窝大规模多输入多输出网络中,一方面,接入点(access points,APs)分布式部署导致信道硬化及利好传播现象不再显著,导频欺骗攻击(pilot spoofing attack,PSA)的恶意窃听者可以通过调整导频发送功率,得以模拟信道特性,传统依赖大尺度衰落先验信息的PSA检测技术不再适用;另一方面,基于信息论准则的PSA检测技术,需要比AP数量级高的导频样本进行观测,而信道估计阶段所耗费的时长无疑影响系统的频谱效率.针对这种情况,提出了一种基于信号子空间的欺骗检测(signal subspace based spoofing detection,SSBSD)方法.首先,在合法用户的训练序列上叠加一个随机序列,利用灵活检验准则对信源数量进行估计.其次,利用统计学中的线性收缩原理,对导频样本协方差矩阵进行优化,使观测样本的噪声特征值分布更好拟合信道噪声功率.最后,通过信号的正交补空间对观测矩阵进行投影处理,从而实现PSA检测.经仿真实验与理论分析,SSBSD方法无须大尺度衰落先验信息,也无须与AP数量级相同的导频长度,对PSA的导频发送功率十分敏感,在大尺度衰落未知、大尺度衰落时间相关或频谱资源受限的通信环境中,可以精确检测低电平功率的PSA.

关键词：无蜂窝大规模多输入多输出网络、物理层安全、导频欺骗攻击、信息论

所属期刊栏目：38

分类号：TN911.7

资助基金：中国博士后科学基金2021MD703980

在线出版日期：2022-11-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1922-1930