[发明专利]一种基于OFDM前导码的抗多径干扰射频指纹提取方法

说明书

本发明公开了一种基于OFDM前导码的抗多径干扰射频指纹提取方法。首先通信系统接收端将采集的信号进行能量归一化后，选取两个相邻的前导码。将相邻的前导码进行OFDM解调后，得到频域响应结果。对频域响应结果进行取绝对值后，在进行取对数值，得到倒谱值。对相邻前导码频域响应之间的每一个相对应的子载波进行相除操作，得到相除后的频域响应。对相邻前导码倒谱值之间的每一个相对应的子载波进行相除操作，得到相减后的倒谱响应。相除后的频域响应和相减后的倒谱响应即为去除无线信道多径干扰后的包含射频指纹特征的结果。本发明实用性好，且能够抗多径干扰。

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，尤其涉及一种基于OFDM前导码的抗多径干扰射频指纹提取方法。

背景技术

射频指纹识别技术可以仅借助于设备发射的无线信号实现对设备身份识别及认证，是一种具有内生机制的安全技术。接收端通过接收无线信号，对无线信号进行分析，从而获得信号的特征，并进一步提取出射频指纹特征。然而，在无线通信系统中，通信的信号受到了无线信道的影响，接收端收到的信号将不可避免的叠加了射频指纹和无线信道特征。

由于无线信道特征是时变的，其叠加在射频指纹上将影响射频指纹的识别效果，从而对降低设备身份识别的准确率。因此，在接收端需要采用一种机制可以有效抵御无线信道对射频指纹特征的影响。

通信系统在设计的时候，为了能够实现接收信号正确的捕获以及解码，通信系统有设计有前导码。为了能够在复杂环境中保障通信的可靠性，前导码一般设计成固定的序列。因此，可以基于固定的前导码提取出发射设备的射频指纹特征。

基于IEEE 802.11标准的无线设备是一种常用的通信系统。其传输的信号所使用的调制方式为OFDM调制。IEEE 802.11标准调制的OFDM信号其前导码包括了用于同步的短训练字段(STF)和长训练字段(LTF)。本发明将基于STF和LTF设计一种可以抵抗无线环境多径干扰的射频指纹提取方法。

发明内容

发明目的：针对无线环境中获得的射频指纹特征易受无线信道影响的特点，本发明提出了一种可以抵抗无线环境中多径干扰的射频指纹提取方法。该方法基于无线信道环境在短时内变化微弱的特点，将OFDM调制的相邻前导码进行频域响应相除以及倒谱响应相减的方法，消除无线信道特征影响，获得稳定的射频指纹特征。

技术方案：本发明所述的基于OFDM前导码的抗多径干扰射频指纹提取方法包括以下步骤：

(1)从接收端接收信号中选取一对前导码Y₁、Y₂，其中，Y₁、Y₂为发送端两个相邻的前导码S₁、S₂经信道传输后接收端接收到的信号；

(2)将前导码Y₁、Y₂进行OFDM解调，得到频域响应G₁、G₂；

(3)对频域响应G₁与G₂进行取绝对值处理后，再进行取对数值，得到倒谱值

(4)对频域响应G₁与G₂之间的每一个相对应的子载波进行相除操作，得到相除后的频域响应

(5)对倒谱值之间的每一个相对应的子载波进行相减操作，得到相减后的倒谱响应

(6)重复步骤(1)到(5)对多对前导码进行处理，从而得到多个频域响应和多个倒谱响应

(7)将多个频域响应进行相加后取平均，得到平均后的频域响应将多个倒谱响应进行相加后取平均，得到平均后的倒谱响应

(8)将频域响应以及倒谱响应作为目标设备的射频指纹特征。