一种调频信号室内定位系统的欺骗攻击方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信技术领域，具体涉及调频信号的室内定位技术。本发明可根据目 标位置和虚假位置的信号强度，结合调频信号频率在中心频率一定范围内变化的特点，动 态构建攻击信号，使得对目标位置的信息进行更改，从而使攻击更加灵活、高效，并降低了 复杂性。
【背景技术】
[0002] 近年来，由于GPS信号无法传播到室内、地下和隧道中，且易受到大树、山脉、城市 内部高大建筑的遮挡二发生多径效应，难以应用到室内环境中。室内定位技术以其对GPS 定位性能的弥补和其在定位搜救、公共安全、军事以及商业等方面的良好应用前景而备受 瞩目，成为目前定位技术的研究热点之一。基于调频信号的室内定位系统主要分为基于数 据库和传播模型两大类技术手段。基于数据库的技术在室内多个位置预先进行多次的调频 信号强度采集，将位置与信号强度一一对应存入数据库中，用户获得调频信号的信号强度 时，与数据库中的位置-信号强度对进行匹配，从而获得位置信息。基于传播模型的技术避 免了多次的人工测量和数据库的建立阶段，通过对多径效应的研究，建立起从调频信号基 站到室内用户之间的无线信号传播模型，从而计算出用户和基站之间的距离，通过多基站 联合测量，采用三角定位法确定位置。
[0003] 位置欺骗攻击是指攻击者对正常用户所处位置的位置信息进行篡改，使得正常用 户在需要获得其所在位置信息时，获得攻击者篡改后的位置信息，导致位置信息获取错误。 在GPS定位系统中，通过拦截GPS信号，修改包内位置坐标进行攻击。在调频信号室内定位 系统中，由于调频信号自身不包含任何位置信息，且攻击者不易判断定位系统采用何种技 术，并不能使得位置欺骗攻击达到准确，动态的要求。目前尚未有工作针对调频信号室内定 位系统进行位置欺骗。通过对调频信号室内定位系统位置欺骗攻击技术的研究，能够针对 其采取有效防御措施，降低室内位置信息服务的风险性，保障调频信号室内定位的安全有 效。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的不足，本发明旨在提出一种调频信号室内定位系统的欺骗攻击方 法，充分结合了调频信号和调频信号室内定位系统的特点，利用目标位置和虚假位置的信 号强度，和调频信号的振幅和中心频率来构建攻击信号，利用调频信号载波的周期计算攻 击信号的发射时间，降低了对攻击信号构建的复杂性，提高了攻击的有效性。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] -种调频信号室内定位系统的欺骗攻击方法，调频信号室内定位系统包含调频信 号基站、攻击者以及使用调频信号室内定位系统的正常用户；所述方法包括如下步骤：
[0007] S1攻击者检测调频信号频谱：
[0008] 1. 1)攻击者使用自身天线扫描调频信号所处的频谱，获得调频信号载波的振幅和 中心频率；
[0009] 1. 2)设定首次检测调频信号频谱的时刻；
[0010] 1. 3)攻击者通过实地检测确定攻击目标的位置，并根据自身需要设定虚假位置；
[0011] S2攻击者构建攻击信号：
[0012] 2. 1)攻击者使用自身天线，检测目标位置和虚假位置的调频信号强度；
[0013] 2. 2)利用目标位置和虚假位置的调频信号强度计算攻击信号的振幅；
[0014] 2. 3)利用攻击信号的振幅、调频信号载波的振幅和中心频率构建攻击信号；
[0015] S3计算攻击信号发射时间：
[0016] 3. 1)计算调频信号载波的周期；
[0017] 3. 2)利用调频信号载波的周期计算攻击信号的发射时间；
[0018] S4发射攻击信号：在步骤S3计算所得的发射时间内发射攻击信号，使得处于目标 位置的正常用户获得虚假位置的信息。
[0019] 需要说明的是，步骤1. 1)中，调频信号载波是频率为f，振幅为a的正弦波。
[0020] 需要说明的是，步骤2. 2)中攻击信号的振幅计算如下：
[0022] 其中A表示攻击信号的振幅，a表示调频信号载波的振幅，r表示目标位置的调频 信号强度，R表示虚假位置的调频信号强度。
[0023] 需要说明的是，步骤2. 3)中，攻击信号按下式进行构建：
[0025] 其中Y表示攻击信号，A表示步骤2. 2)中计算得出的攻击信号的振幅，cos表示余 弦函数，31表示圆周率，f表示调频信号载波的中心频率，t表示时间，P表示调频信号的相 位。
[0026] 需要说明的是，步骤3. 1)中，调频信号载波的周期按照下式进行计算：
[0027] Δ = l\f ；
[0028] 其中Δ表示调频信号载波的周期，f表示调频信号载波的中心频率。
[0029] 需要说明的是，步骤3. 2)中，攻击信号的发射时间计算如下：
[0030] T = w+n Δ ；
[0031] 其中T表示攻击信号的发射时间，w表示步骤1. 2)中设定的首次检测调频信号频 谱的时刻，η表示任意正整数，Δ表示调频信号载波的周期。
[0032] 本发明的有益效果在于：
[0033] 第一、本发明在构建攻击信号、计算攻击信号发射时间时，将调频信号粗略看作频 率为中心频率、振幅为调频信号振幅的的正弦信号，通过叠加一个反相位的正弦信号，对调 频信号进行削减或增强，进而改变调频信号的信号强度，降低了欺骗攻击实现的难度；
[0034] 第二、本发明利用目标位置和虚假位置的信号强度，和调频信号的振幅和中心频 率来构建攻击信号，需要信息少，构造方法简单，针对不同的目标位置及虚假位置，攻击者 可动态地进行攻击，降低了对攻击信号构建的复杂性；
[0035] 第三、本发明利用调频信号载波的周期计算攻击信号的发射时间，使得攻击信号 和调频信号得以同步，保证了攻击信号对调频信号振幅上的增减作用，提高了攻击效率。
【附图说明】
[0036] 图1为本发明的实施流程图。
【具体实施方式】
[0037] 以下将结合附图对本发明作进