[发明专利]基于射频指纹的无线发射机的识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信设备领域，尤其涉及一种基于射频指纹的无线发射机的识别方法。

背景技术

随着安全威胁的逐步增多，无线网络的物理层安全方法正得到越来越多的关注。根据射频指纹(RF fingerprints，简称RFF)识别无线设备从而实现其接入控制已被提出用来增强无线网络的物理层安全。RFF可概括为携带了无线电发射机硬件信息的接收无线电信号的变换，并且这种变换具备可比性。由开机瞬态信号变换而来的turn-on RFF是经典的RFF，包括包络turn-on RFF与相位turn-on RFF等。

图1a-图1e揭示了五个Wi-Fi 802.11b/g无线网卡的包络turn-on RFF样本对齐图，其中图1a-图1e中的每一个图分别对应一个无线网卡，每个图中样本数为50。图1a揭示了卡1(card-1)的包络turn-on RFF及其后的barker码包络，由图1a可知，该型号无线网卡首先以阶跃方式到达额定功率，然后进行Barker码发送；如图1a所示，截取其头部包含瞬态信号的1usec长包络作为该无线网卡的包络turn-on RFF(以下简称为turn-onRFF)。图1中图1b、1c、1d及1e分别为同一厂家相同型号的另外4个无线网卡的50个turn-on RFF样本的对齐图。由图1a-1e可知，该五个无线网卡的turn-on RFF差异很小。此外，在I.O.Kennedy、P.Scanlon和M.M.Buddhikot共同发表的题为“Passive Steady State RF Fingerprinting：A Cognitive Technique for Scalable Deployment of Co-Channel Femto Cell Underlays”(发表于Proc.IEEE New Fron.in Dyn.Spec.Access Networks(DySPAN′08)，2008，PP.1-12)的论文中指出：tu rn-on RFF所需采样率极高，因而其实用价值有限。最近，出现了把前导稳态信号功率谱、频偏及调制域参数等作为RFF用来识别无线电设备的探索研究。有关RFF的研究历史表明，根据RFF识别无线电发射机是一个极其困难的问题。

发明内容

本发明旨在提出一种利用功率斜升期间发送的前导信号进行变换的射频指纹识别技术。

根据本发明，提出一种基于射频指纹的无线发射机的识别方法，包括：

接收无线发射机发射的无线信号，无线信号是无线发射机在功率渐升的同时发射的前导序列信号；

检测无线信号的参考时刻；

根据检测到的参考时刻对无线信号进行前导信号的截取；

把截取后的前导信号变换为射频指纹；

对变换后的射频指纹进行特征提取，进行无线发射机的识别。

在一个实施例中，检测无线信号的参考时刻包括：根据对应的IEEE标准设计相关模板b(t)，b(t)与前导基本周期的包络幅度函数e_peri(t)的形状相似；计算接收的无线信号的前导包络e(t)；计算前导包络e(t)与相关模板b(t)的相关c(t)；根据c(t)性质确定接收无线信号的参考时刻，根据参考时刻对无线信号进行截取和对齐。

在一个实施例中，无线信号是Wi-Fi802.11b/g信号，该Wi-Fi802.11b/g信号的前导包络e(t)为：其中，p(t)是功率渐升导致的包络幅度函数，0＜t＜N_ramp ×T_p；N_ramp是功率渐升阶段的基本周期个数；T_p是基本周期；e_peri(t)是前导基本周期的包络幅度函数；N是前导基本周期总数。

在一个实施例中，计算前导包络e(t)与相关模板b(t)的相关其中，当t＝N_ramp×T_p时c(t)值是N_ramp×T_p≤t＜(N_ramp+1)×T_p内c(t)的局部最大值；当t≥N_ramp×T_p时c(t)具有周期为T_p的局部最大值。