申请/专利权人：北京交通大学

申请日：2023-06-15

公开（公告）日：2024-02-23

公开（公告）号：CN116599810B

主分类号：H04L27/26

分类号：H04L27/26

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.23#授权;2023.09.01#实质审查的生效;2023.08.15#公开

摘要：本发明提供的基于多径衰落补偿的无线设备射频指纹提取方法，首先利用前导信号对信道的频率响应进行估计，然后利用该信道响应的估计对后续的多个OFDM符号分别进行补偿，采用基于子载波差分的频率偏移特征的提取方法，对不同时刻的OFDM符号的同一子载波上的符号执行差分运算，差分结果会体现为星座图上的一个稳定的相位旋转。该相位旋转仅与载波频率偏移和可设置的差分间隔相关，不随时间变化，可以作为射频指纹特征。本发明提供的方法提出了保留载波频率偏移的延时信道补偿方法和基于子载波差分的频率偏移特征的提取方法。前者在保留了频率偏移特征的同时有效的补偿了多径信道对射频指纹的影响；后者表现出的统计特性使得射频指纹特征对信噪比不敏感。

主权项：1.基于多径衰落补偿的无线设备射频指纹提取方法，其特征在于，包括：S1基于输入数据的前导信号对发射机端的信道进行估计；步骤S1中，发射机端的输出信号通过如下过程获得：通过式 对原始频域OFDM信号进行快速傅里叶逆变换，获得第i个OFDM符号的时域形式xi[n]；式中，N是快速傅里叶逆变换的长度，Xi[k]是频域信号第k个子载波上的数据符号，k是频域子载波的索引，n是时域符号的索引，是归一化因子；通过式 在时域OFDM符号前插入一个长度为NCP+N的循环前缀；对具有循环前缀的时域OFDM符号进行变频处理，获得发射机端的输出信号；步骤S1中，接收端接收到的发射机端的输出信号为具有载波频率偏移的接收信号，具体如下式表示：通过式 表示具有载波频率偏移的接收信号的时域；式中，和代表在OFDM时域数据符号之前加了循环前缀的形式，*表示线性卷积运算，表示归一化的载波频率偏移，w[n]表示加性高斯白噪声，φi是与OFDM符号次序相关的初始相位，并满足 式3中的h[n]是信道脉冲响应，通过式 表示，式5中，0≤l≤L-1，l为传播路径的索引，L为多径信道中信道响应的长度，αl[n]是第l条传播路径上的增益，δ[·]为离散冲激序列；通过式 表示移除了循环前缀的具有载波频率偏移的接收信号的OFDM符号；式6中，0≤n≤N-1，是循环卷积，下标[·]N是对N取模运算；步骤S1包括：S11通过式 对移除了循环前缀的具有载波频率偏移的接收信号的OFDM符号进行快速傅里叶变换，获得接收信号的OFDM符号的频率响应Yi[k]；式中，W[k]是噪声项，Hi[k]是第i个OFDM符号的第k个子载波的信道频率响应，并满足 Ii[k]是由载波频率偏移ε造成的载波间串扰；通过式 消除快速傅里叶变换过程中的加性噪声；S12通过式 对接收到的前导信号的信道频率响应进行估计；式中，Y0[k]是接收端接收到的前导信号的频率响应，X0[k]是发射端发射的前导信号的频率响应，ξ[k]是包括载波间串扰和加性噪声的等效噪声项，是接收到的前导信号的信道频率响应进行估计结果；S2使用执行了步骤S1的估计的信道响应，对前导信号之后的数据信号做信道补偿，获得补偿后的信号；S3对补偿后的信号进行时域至频域的变换处理；S4对执行了步骤S3的变换后的补偿后的信号进行差分运算，生成差分星座轨迹图；S5基于差分星座轨迹图，提取发射机端的信道的射频指纹特征；通过提取的发射端的信道的射频指纹特征进行后续的射频指纹识别。

全文数据：

权利要求：

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