[发明专利]一种有线网卡信号中的设备指纹信息提取方法

权利要求书

1.一种有线网卡信号中的设备指纹信息提取方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，信号采集：在交换机侧对来自终端网卡的信号进行采集，存储差分的信号采样值，对其进行幅度归一化处理得到x(n)；

步骤2，判决：截取一段包含M个符号的输入信号{x_m(n),m＝0,1,…,M-1}，对其进行判决，得到输入符号序列{y_m(n)}，该序列为多电平序列；

步骤3，符号同步：对判决后符号序列{y_m(n)}分别取上升沿和下降沿，并合并在一起形成脉冲序列{p_m(n)}，再将每一个脉冲序列的宽度进行扩展，使其宽度为一个符号宽度的1/2，形成前后沿脉冲序列{q_m(n)}；产生一个长度为M个符号的、速率与符号速率相同的本地时钟CLK_m(n)；将N个符号长度的本地时钟信号与前后沿脉冲序列进行异或并累加，即循环移位本地时钟，直至累计值S为最小，记此时的本地时钟信号CLK_OPT(n)；

步骤4，对输入信号重采样：将同步后的本地时钟CLK_OPT(n)逻辑取反，得到用该信号对输入符号序列{y_m(n)}进行重采样，得到{z_m(n)}；

步骤5，自适应滤波：将{z_m(n)}信号和{x_m(n)}信号送入自适应滤波器，其中{x_m(n)}作为滤波器的输入信号，{z_m(n)}作为参考信号；用滤波器的输出与参考信号的最小均方误差作为自适应滤波器的迭代控制信号；当自适应滤波器收敛后，自适应滤波器系数{a₀,a₁,…,a_L-1}即为有线网卡信号中的设备指纹信息，其中L为滤波器的有效长度；

步骤6，取指纹的平均值：重复上述步骤1到步骤5，共K次，取K组自适应滤波器的系数的平均值作为有线网卡的指纹输出，即

2.根据权利要求1所述的有线网卡信号中的设备指纹信息提取方法，其特征在于：所述步骤1中，信号采集是通过过采样方式在终端网卡和交换机间的线路上采集有线网卡完整的两路差分信号，同时根据网卡标准协议的编码特点对采集的差分信号进行整形。

3.根据权利要求2所述的有线网卡信号中的设备指纹信息提取方法，其特征在于：所述步骤1中，对于采集到的百兆有限网卡与交换机之间的闲时数据，进行两路差分信号相加的操作。

4.根据权利要求1所述的有线网卡信号中的设备指纹信息提取方法，其特征在于：所述步骤2中，判决门限设定为信号的各个电平之间的平均幅值的1/2的位置。

5.根据权利要求1所述的有线网卡信号中的设备指纹信息提取方法，其特征在于：所述步骤3中，将本地时钟CLK_m(n)和前后沿脉冲序列{q_m(n)}输入鉴相器，如果超前半个周期输出1，滞后半个周期输出-1，完全同步输出0；将数据结果进行累加，如果结果大于零，则表示本地时钟滞后于信号时钟；反之如果结果小于零，则本地时钟超前于信号时钟；根据累加结果对本地时钟CLK_m(n)进行调整，结果大于零则减少本地时钟的数据点，使之超前；结果小于零则增加本地时钟的数据点，使之滞后；将调整过的本地时钟继续作为输入，并根据累加结果调整本地时钟的下一段数据，使之超前或滞后；重复这一步骤，循环移位本地时钟，直到累加结果最小；此时得到的本地时钟CLK_OPT(n)，认为与信号时钟完全同步。

6.根据权利要求1所述的有线网卡信号中的设备指纹信息提取方法，其特征在于：所述步骤5中，数据波形{x_m(n)}经过自适应滤波器后产生输出{X_m(n)}，即：

其中，a_i∈{a₀,a₁,…,a_L-1}；

{X_m(n)}与真正输出{z_m(n)}间的误差为e(n)，即：

e(n)＝{z_m(n)}-{X_m(n)}

对误差为e(n)进行最小均方误差运算，即：

min[E(e²(n))]

同时使用误差e(n)对滤波器的系数a_i进行调整：

a′_i＝a_i+2μe(n)x(n)

重复上述步骤，使得[E(e²(n))]达到最小；此时认为{X_m(n)}与真正输出{z_m(n)}基本相同，自适应滤波器的系数{a₀,a₁,…,a_L-1}，其中L为滤波器的有效长度；此时认为不同的网卡的滤波器系数是不同网卡对于输出信号的不同影响，从而产生的不同结果，用作为设备的指纹信息。