[发明专利]基于星座轨迹图像特征的设备指纹提取及设备识别方法

权利要求书

1.一种基于星座轨迹图像特征的设备指纹提取及设备识别方法，包括以下步骤：

(1)认证判断设备接收其合法设备的发射信号得到数字调制信号，并利用IQ信号建立星座图；

(2)对所述星座图中的星座点进行阶梯化处理得到星座轨迹图，并提取所述星座轨迹图的内、外轮廓；

(3)提取所述星座轨迹图的内、外轮廓的形状特征S作为样本；

(4)判断采集的样本数是否达到预设的数量，若是，则利用步骤(3)中提取的形状特征S建立所述合法设备的设备指纹F，并将该设备指纹F存储在合法设备指纹样本库中；

(5)当接入设备向所述认证判断设备发送通信请求时，所述认证判断设备的接收端提取所述接入设备的设备指纹，并与所述合法设备指纹样本库中存储的设备指纹进行比对，若在所述合法设备指纹样本库中匹配到所述接入设备的设备指纹，则所述接入设备为合法设备，若没有匹配到所述接入设备的设备指纹，则所述接入设备为非法设备。

2.根据权利要求1所述的基于星座轨迹图像特征的设备指纹提取及设备识别方法，其特征在于，若步骤(4)中采集的样本数没有达到预设的数量，则进行以下步骤：

改变所述IQ信号的时间窗口W的宽度和位置，重复步骤(2)和步骤(3)，对于一窗口W_i，获取其对应的形状特征

改变所述IQ信号的采样率R，重复步骤(2)和步骤(3)，对于一采样率R_i，获取其对应的形状特征

进入步骤(4)。

3.根据权利要求1所述的基于星座轨迹图像特征的设备指纹提取及设备识别方法，其特征在于，步骤(2)中所述阶梯化处理是指在任意两个星座点(x₁,y₁),(x₂,y₂)中增加(x₁,y₂)，将星座图中的(x₁,y₁)先连接(x₁,y₂)再连接(x₂,y₂)得到所述的星座轨迹图。

4.根据权利要求1所述的基于星座轨迹图像特征的设备指纹提取及设备识别方法，其特征在于，步骤(3)中提取所述星座轨迹图的内、外轮廓的形状特征S，包括以下步骤：

确定坐标：以坐标(0,0)为原点，以过原点的水平线为横坐标，以过原点且与横坐标垂直的竖直线为纵坐标，横、纵坐标将所述星座轨迹图划分为四个部分作为四个象限；

确定星座轨迹图外轮廓的标准形状：以所述星座轨迹图的外轮廓为外轮廓的初始形状，对所述外轮廓的初始形状上各点求幅度值，分别获取四个象限内幅度值的极值点，当某一象限上出现极值相同的点时，则取这些点的几何中点作为极值点；按顺时针或逆时针依次连接所获取到的极值点，形成一个四边形作为星座轨迹图外轮廓的标准形状；

确定星座轨迹图内轮廓的标准形状：以所述星座轨迹图的中心最大空白区域作为内轮廓的初始形状，在内轮廓中选取4个点，按顺时针或逆时针依次连接这4个点形成一个四边形作为星座轨迹图的内轮廓的标准形状；所述4个点为：横坐标最大值对应的点，横坐标最小值对应的点、纵坐标最大值对应的点、纵坐标最小值对应的点；

确定形状特征S：所述形状特征S为集合S＝{S_ol1、S_ol2、S_ol3、S_ol4、S_od1、S_od2、C_o、S_oa、S_os、S_il1、S_il2、S_il3、S_il4、S_id1、S_id2、C_i、S_ia、S_is}，其中，S_ol1、S_ol2、S_ol3、S_ol4分别为外轮廓的标准形状的各边边长，S_od1、S_od2分别为外轮廓的标准形状的各对角线长度，S_oa为外轮廓的两条对角线夹角角度，C_o为外轮廓的中心点，S_os为外轮廓的不对称度；S_il1、S_il2、S_il3、S_il4分别为内轮廓的标准形状的各边边长，S_id1、S_id2分别为内轮廓的标准形状的两个对角线的长度，C_i为内轮廓的中心点，S_ia为内轮廓的两条对角线夹角角度；S_is为内轮廓的不对称度。