[发明专利]基于自适应滤波器系数的射频指纹统一表达方法及电子设备

说明书

本发明公开了一种基于自适应滤波器系数的射频指纹统一表达方法及电子设备，其中方法包括：接收机过采样接收无线信号，通过下变频得到全部基带信号；进行信号同步、载波频偏和相偏估计，去除残留频偏与相偏，得到包含射频指纹的基带信号；对基带信号进行符号解调和重新调制，得到不含射频指纹的理想基带信号；通过自适应算法对统一表达为N阶自适应滤波器系数的射频指纹进行估计；最终提取N+1个滤波器系数作为射频指纹。本发明方法能够为不同类型、不同调制方式的无线发射机提供相同的射频指纹表征，提取的射频指纹简单有效，降低了射频指纹系统的复杂度，进而可为建立统一的射频指纹表达标准提供技术手段。

技术领域

本发明涉及信息安全领域，尤其涉及一种基于自适应滤波器系数的射频指纹统一表达方法及电子设备。

背景技术

射频指纹(RFF)源自发射机电路设计的差异和生产过程中硬件电路的制造容差，不同生产批次甚至同一生产批次的器件参数都有着细微差别。此外，由于其元件类型、元件布局以及PCB走线等存在差异，不同厂家设计的发射机之间的差异性更加显著。

设备的射频指纹都具有唯一性和难以克隆性，从而可以被用于无线设备的身份识别与认证。具体来说，现有的射频指纹识别技术可以准确区别即使采用了相同频率、相同带宽和相同调制方式的设备，具有非常好的实用价值。然而，现有公开的射频指纹技术对于同一发射机在不同参数配置下(例如不同调制方式、不同符号速率等)的射频指纹提取方法截然不同，且大部分技术还要求存在相同的数据序列，提取的是数据相关的射频指纹，这些方法都不具备射频指纹统一性。

由于射频指纹实质上是由发射机的硬件电路缺陷决定的，在同一频带内，同一个发射机采用不同调制方式和不同符号速率时通过的硬件电路保持一致，因此，理论上可以在配置这些不同参数时使用统一的方法提取出统一的射频指纹。此外，不同参数配置下截然不同的射频指纹表达不利用射频指纹表达标准的建立和使用。在实际使用时，现有方法需要遍历所有参数配置下的信号提取射频指纹进行入库，对参数可变的设备实用性差。所以迫切需要一种简单有效的射频指纹统一表达方法。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于自适应滤波器系数的射频指纹统一表达方法及电子设备，通过将射频指纹建模为N阶滤波器，将不含射频指纹的理想基带信号作为滤波器输入，通过自适应算法对统一表达为N阶自适应滤波器系数的射频指纹进行估计，最终提取N+1个滤波器系数作为射频指纹，实现对不同调制方式、不同符号速率的设备采用相同的射频指纹提取的目的。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于自适应滤波器系数的射频指纹统一表达方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)接收机以采样率f_s接收射频信号r(t)，得到离散信号r(n)，通过下变频得到全部基带信号y_r(n)；

(2)进行信号同步、载波频偏和相偏估计，去除基带信号y_r(n)中的残留频偏和相偏，得到包含射频指纹的基带信号y(n)；

(3)对包含射频指纹的基带信号y(n)进行符号解调和重新调制，得到不含射频指纹的理想基带信号x(n)；

(4)将射频指纹统一表达为z域的N阶滤波器RFF(z)，通过自适应算法对N阶滤波器RFF(z)的系数进行调整，收敛为时使得滤波器输出信号y_f(n)和基带信号y(n)的误差信号e(n)最小，表示N阶滤波器RFF(z)收敛后的自适应滤波器；

(5)提取收敛后的自适应滤波器的N+1个系数作为最终的射频指纹。

具体地，所述步骤(4)中，N阶滤波器RFF(z)的表达式为：

误差信号e(n)具体表达为：