【技术实现步骤摘要】
一种可抵抗多径干扰的射频指纹识别方法
本专利技术属于无线通信
,具体的说是涉及一种利用通信系统前导码可抵抗多径干扰的射频指纹识别方法。
技术介绍
随着无线通信的广泛应用,通信信息安全成为了一个重要研究课题。现有的安全通信技术更多地从协议层进行设计,网络端通过对用户端发送的某种预先约定好的独特身份号码进行验证进而对用户端的合法性进行确认,但是,一旦用户的身份信息泄露,不法分子可以利用自用电台模仿合法用户接入网络进而进行犯罪活动。为了避免这种情况,考虑到不法分子采用的通信电台和合法用户的通信电台不同,而任意两台通信辐射源在制造过程中均会由于器件的容差效应导致其硬件性能并非完全一样,这种射频端硬件电气特性的不同会导致各个电台发射的信号具有独特的细微特征,可通过对电台这种独特细微特征的提取完成对不同电台的识别和分类,并进而达到对合法和仿冒非法用户区分的目的,这种直接从通信辐射源发射的射频波形提取电台的独特指纹特征进而完成电台识别的技术被称为射频指纹识别。典型的射频指纹识别技术包括:双谱变换技术和时频变换技术等,其中双谱变换技术的复杂度较低,但易受交叉项影响且识别率不高,时频变换技术如希尔伯特黄氏变换技术(HHT:HilbertHuangTransform)由于将待分析对象的信号成分视作随时间不断变化的,更适合对非线性信号进行分析并能较好展示出信号的细微特征,因而能获取更高的估计精度,但计算复杂度较高。由于传统射频指纹识别技术往往是在加性高斯白噪声信道(AWGN:AdditiveWhiteGaussianNoise)条件下进行分析和优化,未考虑实际无线信道中的 ...
【技术保护点】
一种可抵抗多径干扰的射频指纹识别方法,该方法以电台发射的前导码为处理对象,其特征在于,包括以下步骤:S1、利用本地伪随机序列和接收信号滑动相乘,得到主径的相关峰,并根据主径相关峰所对应时延对信号完成解扩,提取出主径信号;S2、对解扩后的信号进行FFT变换,得到直流部分信号的幅度,利用此幅度值完成信号的功率归一化;S3、采用积分法特征提取,对归一化后的信号进行积分,并对得到的积分曲线按照最小二乘法准则进行直线拟合,将直线拟合得到的直线斜率作为电台第一特征值;S4、采用包络法特征提取,对归一化后的信号先按照时间常数进行包络检波得到信号的粗包络,然后采用三次多项式拟合方法对粗包络进行曲线拟合得到精包络,在完成包络初始值归一化后提取精包络的最终值作为电台第二特征值;S5、利用K近邻分类器对信号特征值进行分类。
【技术特征摘要】
1.一种可抵抗多径干扰的射频指纹识别方法,该方法以电台发射的前导码为处理对象,其特征在于,包括以下步骤:S1、利用本地伪随机序列和接收信号滑动相乘,得到主径的相关峰,并根据主径相关峰所对应时延对信号完成解扩,提取出主径信号;S2、对解扩后的信号进行FFT变换,得到直流部分信号的幅度,利用此幅度值完成信号的功率归一化;S3、采用积分法特征提取,对归一化后的信号进行积分,并对得到的积分曲线按照最小二乘法准则进行直线拟合,将直线拟合得到的直线斜率作为电台第一特征值;S4、采用包络法特征提取,对归一化后的信号先按照时间常数进行包络检波得到信号的粗包络,然后采用三次多项式拟合方法对粗包络进行曲线拟合得到精包络,在完成包络初始值归一化后提取精包络的最终值作为电台第二特征值;S5、利用K近邻分类器对信号特征值进行分类。2.根据权利要求1所述的一种可抵抗多径干扰的射频指纹识别方法,其特征在于,所述步骤S1的具体方法为:设定相同制式相同型号的不同通信辐射源发射一段相同完整的前导码后的射频信号Si(t)为:其中,Si(t)代表第i个电台的所发射的前导码复信号,d(t)为一段完整前导码信号的复数表示形式,并采用二进制相移键控的方式进行符号调制,f为标准的载频,△fi为第i个电台和标准载频之间的差异;则经过多径信道到后到达接收端处理机天线部分的信号Ri(t)为:其中,Ri(t)为到达接收端处理机的信号,a0、a1、a2和a3为各径的随机衰落,服从瑞利衰落,t0、t1、t2和t3为各条径的随机时延;利用标准本地振荡源对信号进行下变频,得到基带信号Bi(t)利用本地伪随机序列与基带信号进行滑动相乘,获得主径相关峰:其中,r(t)为以本地PN序列在时间轴上滑动长度t为变量的相关曲线,PN(t)为一段完整的本地伪随机序列,length为一段完整PN序列的持续时间长度;按照对应的本地伪随机序列时延,将时延后的本地PN序列和接收信号进行相乘,完成信号的解扩,得到解扩后一段完整的前导码信号:Di(t)=Bi(t)×PN(t-t0)其中,Di(t)为解扩后的信号,u(t)为单位阶跃信号;将Bi(t)×PN(t-t0)展开可以得到:其中,d1(t)、d2(t)和d3(t)分别为幅度为d1、d2和d3的双极性随机序列,d1、d2和d3均服从瑞利分布。3.根据权利要求2所述的一种可抵抗多径干扰的射频指纹识别方法,其特征在于,所述步骤S2的具体方法为:对解扩后的信号进行傅里叶变换,得到频域信号:
【专利技术属性】
技术研发人员:代锴垒,雷霞,甘雨沁,肖悦,
申请(专利权)人:电子科技大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
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