[发明专利]一种无线通信设备的指纹融合识别方法及装置

说明书

本发明公开了一种无线通信设备的指纹融合识别方法及装置，其中指纹融合识别方法包括：获取并识别无线通信设备的设备指纹和信道指纹；确定设备指纹的载波频偏特征和幅度特征；分别对载波频偏特征和幅度特征进行转置得到第一载波频偏特征和第一幅度特征；将无线通信信道的冲击响应转化为时间序列；在第一载波频偏特征和第一幅度特征后加入信道指纹的历史特征和未来特征构成联合特征向量；对联合特征向量进行训练；获取待识别设备的信道指纹和设备指纹，与融合指纹库中的对照指纹进行比较获得判决结果；本发明在保证传统身份认证识别效率的基础上，提高了联合判决的准确率，降低了单独使用信道指纹或设备指纹进行识别造成的误判率。

技术领域

本发明涉及人工智能与信息安全领域，特别是涉及一种无线通信设备的指纹融合识别方法及装置。

背景技术

随着移动通信设备的不断增加以及物联网技术的发展，无线通信已经成为通信领域至关重要的一节。然而，由于无线网络的开放性，与传统的有线网络相比，无线网络更容易受到攻击，无线网络安全协议通常会存在漏洞，容易受到如统计分析等攻击，目前还没有一套完整实用的安全机制来实现对无线通信设备的身份认证，以用于有效识别授权用户和非授权用户。

现在的无线通信设备的指纹识别方法一般采用基于发射机模拟电路的射频特征或者是基于信道的特征，这就要求发送方所使用的通信设备具有明显的硬件差异，才能根据通信信号提取出设备的硬件特征，否则接收方容易产生误判。此外由于无线信道响应以及周围环境的影响，基于信道的特征方法也会产生误判。

发明内容

为了提高无线通信设备的身份识别及认证的准确率，本发明提供一种无线通信设备的指纹融合识别方法及装置，实现无线通信设备的身份识别以及认证，而同时智能算法的引入和改进，在保证识别和判决效率的基础上，提高了联合判决的准确率，有效降低了单独使用信道指纹或设备指纹进行识别造成的误判率。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种无线通信设备的指纹融合识别方法，包括：

获取并识别无线通信设备的设备指纹和信道指纹；

确定所述设备指纹的载波频偏特征和幅度特征；

分别对所述载波频偏特征和幅度特征进行转置得到第一载波频偏特征和第一幅度特征；

将无线通信信道的冲击响应转化为时间序列，根据所述时间序列确定所述信道指纹的特征向量；其中所述特征向量包括历史特征和未来特征；

在所述第一载波频偏特征和第一幅度特征后加入信道指纹的历史特征和未来特征构成联合特征向量；

对所述联合特征向量进行训练，利用训练后的第一特征向量建立融合指纹库；

获取待识别设备的信道指纹和设备指纹，与所述融合指纹库中的对照指纹进行比较获得判决结果。

可选的，所述确定所述设备指纹的载波频偏特征和幅度特征，进一步包括：

对所述设备指纹的信号进行下变频以及信号补偿，检测并截取可识别信号；

对所述可识别信号进行射频指纹变换，计算所述信号的载波频偏特征和幅度特征。

可选的，所述的对所述第一特征向量进行训练，具体包括：

从采集到的无线通信设备的样本集中抽取N个样例，得到一个大小为N的训练集，N=μM，其中，M为原始样本集的大小，μ为使得所有基学习器结合形成的集成学习器准确率最高的值；

从所述联合特征向量中选取任意的n个特征，根据信息增益从n个特征中选取1个做节点分裂，其中，n=ceil[sqrt(m)]；式中，sqrt为开平方根函数；ceil为向上取整函数；m为联合特征的总个数；

重复做子分割至所有节点分裂完成，形成不同分类性能的基学习器。