无蜂窝大规模MIMO中导频欺骗攻击检测方法 |
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引用本文: | 王小雨,高媛媛,沙楠,张先玉,郭明喜,臧国珍,李娜.无蜂窝大规模MIMO中导频欺骗攻击检测方法[J].信号处理,2022,38(9):1922-1930. |
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作者姓名: | 王小雨 高媛媛 沙楠 张先玉 郭明喜 臧国珍 李娜 |
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作者单位: | 1.陆军工程大学通信工程学院,江苏 南京 210007 |
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基金项目: | 中国博士后科学基金2021MD703980 |
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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。
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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 |
收稿时间: | 2022-05-10 |
Detection of Pilot Spoofing Attack in Cell-Free Massive MIMO Systems |
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Affiliation: | 1.College of Communications Engineering, Army Engineering University of PLA, Nanjing, Jiangsu 210007, China2.Sixth-third/63rd Research Institute, National University of Defense Technology, Nanjing, Jiangsu 210007, China |
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