多天线系统中导频欺骗攻击下信道估计器的设计与性能分析
信号处理
2020-04-24 v4 统计理论
统计理论
摘要
在采用时分双工的多天线系统中，基站 (BS) 的空间预编码器设计利用通过上行链路导频传输获取的信道状态信息，并基于信道互易性假设。恶意窃听者可以发起导频欺骗攻击以改变此类设计，从而提升其在下行链路中的窃听性能。本文旨在通过假设 BS 已知合法信道的角度到达 (AoAs)，研究导频欺骗攻击对上行链路信道估计的影响。具体而言，在评估简单最小二乘估计器 (LSE) 的性能后，我们考虑更精细的估计器，例如最大似然估计器 (MLE) 和不同版本的最小均方误差估计器 (MMSEE)，它们涉及关于导频欺骗攻击的不同程度的先验信息。理论分析与数值仿真用于比较这些估计器的性能。特别地，我们分析证明，在涉及合法与欺骗信道 AoAs 的一定条件下，高信噪比区域中的欺骗效应可被完全抑制。此外，我们表明即使对 AoAs 和欺骗信号平均发射功率的不完美认知，也使 MLE 和 MMSEE 相比 LSE 获得显著性能增益。
引用
@article{arxiv.2003.01533,
title = {Design and performance analysis of channel estimators under pilot spoofing attacks in multiple-antenna systems},
author = {Donatella Darsena and Giacinto Gelli and Ivan Iudice and Francesco Verde},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.01533},
year = {2020}
}
备注
15 pages, 13 figures, accepted for publication in IEEE Transactions on Information Forensics and Security