[發(fā)明專利]一種通信輻射源個(gè)體識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011184067.7
• 申請(qǐng)日: 2020-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN112311480B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李靖超;應(yīng)雨龍;董春蕾;張斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電機(jī)學(xué)院
• 主分類號(hào): H04B17/10
• 分類號(hào): H04B17/10;H04B17/15
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 孟旭彤

本發(fā)明公開了一種通信輻射源個(gè)體識(shí)別方法，所述識(shí)別方法包括：通信輻射源個(gè)體發(fā)出瞬態(tài)信號(hào)；接收機(jī)對(duì)所述瞬態(tài)信號(hào)進(jìn)行突變點(diǎn)檢測(cè)和信號(hào)采集獲取瞬態(tài)信號(hào)片段；將所述瞬態(tài)信號(hào)片段進(jìn)行希爾伯特變換獲取所述瞬態(tài)信號(hào)片段的瞬態(tài)包絡(luò)；將所述瞬態(tài)包絡(luò)進(jìn)行三維熵特征提取獲取所述通信輻射源個(gè)體的射頻指紋；將所述射頻指紋輸入分類器進(jìn)行識(shí)別并獲取識(shí)別結(jié)果。本發(fā)明可以有效提高基于瞬態(tài)信號(hào)的指紋識(shí)別技術(shù)對(duì)相似度極高的通信輻射源個(gè)體的識(shí)別準(zhǔn)確率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信息安全領(lǐng)域，具體涉及射頻指紋的提取與識(shí)別技術(shù)。

背景技術(shù)

信息安全是構(gòu)建可靠、穩(wěn)健的物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵。隨著無線通信網(wǎng)絡(luò)帶來的信息安全問題不斷涌現(xiàn)，如何準(zhǔn)確地識(shí)別和認(rèn)證物聯(lián)對(duì)象，阻止用戶身份假冒和設(shè)備克隆等問題的發(fā)生，是物聯(lián)網(wǎng)得以應(yīng)用首要解決的問題。傳統(tǒng)的認(rèn)證機(jī)制是在應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)的，利用密碼算法生成第三方難以仿冒的數(shù)值結(jié)果，但這種機(jī)制存在著協(xié)議安全漏洞和密鑰泄露等風(fēng)險(xiǎn)。物聯(lián)網(wǎng)感知層終端設(shè)備具有多樣化、智能化、復(fù)雜化且數(shù)量龐大的特點(diǎn)，雖然傳統(tǒng)的認(rèn)證機(jī)制可以在一定程度上保障信息安全，但是并不適用于處理大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)及其所帶來的海量數(shù)據(jù)，難以滿足物聯(lián)網(wǎng)的信息安全需求。

物理層認(rèn)證是保障無線通信安全的核心技術(shù)之一，其基本原理是聯(lián)合收發(fā)信道與傳輸信號(hào)的空時(shí)特異性，對(duì)通信雙方的物理特征進(jìn)行驗(yàn)證，從而在物理層實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)證。相比于應(yīng)用層的認(rèn)證技術(shù)，它能夠有效抵御模仿攻擊，具有認(rèn)證速度快，復(fù)雜度低，兼容性好，不需要考慮各種協(xié)議執(zhí)行的優(yōu)點(diǎn)。

基于瞬態(tài)信號(hào)的指紋識(shí)別技術(shù)是在設(shè)備開啟/關(guān)閉的瞬間，對(duì)所發(fā)送的一段瞬態(tài)/暫態(tài)信號(hào)進(jìn)行射頻指紋提取的過程。瞬態(tài)信號(hào)不包含任何數(shù)據(jù)信息，只體現(xiàn)發(fā)射機(jī)的硬件特征，具有獨(dú)立性，射頻指紋最初就是從瞬態(tài)信號(hào)中提取的，如瞬態(tài)信號(hào)的持續(xù)時(shí)間、分形維數(shù)特征、頻譜特性、時(shí)域包絡(luò)、小波系數(shù)等。從目前射頻指紋識(shí)別的研究現(xiàn)狀來看，提取具有獨(dú)特原生屬性的射頻指紋仍然是一件極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)，提取的射頻指紋仍然受大量因素的制約，在射頻指紋產(chǎn)生機(jī)理、特征提取和特征選擇方面，以及在射頻指紋的魯棒性和抗信道環(huán)境干擾等方面，還有大量問題有待研究。因此，基于物理層認(rèn)證如何提高瞬態(tài)信號(hào)下射頻指紋的采集質(zhì)量，進(jìn)而提高相似度極高的通信輻射源個(gè)體的識(shí)別率是目前有待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何提高瞬態(tài)信號(hào)下射頻指紋的采集質(zhì)量，進(jìn)而提高相似度極高的通信輻射源個(gè)體的識(shí)別率，提供一種通信輻射源個(gè)體識(shí)別方法。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題：

一種通信輻射源個(gè)體識(shí)別方法，所述識(shí)別方法包括：

通信輻射源個(gè)體發(fā)出瞬態(tài)信號(hào)；

接收機(jī)對(duì)所述瞬態(tài)信號(hào)進(jìn)行突變點(diǎn)檢測(cè)和信號(hào)采集獲取瞬態(tài)信號(hào)片段；

將所述瞬態(tài)信號(hào)片段進(jìn)行希爾伯特變換獲取所述瞬態(tài)信號(hào)片段的瞬態(tài)包絡(luò)；

將所述瞬態(tài)包絡(luò)進(jìn)行三維熵特征提取獲取所述通信輻射源個(gè)體的射頻指紋；

將所述射頻指紋輸入分類器進(jìn)行識(shí)別并獲取識(shí)別結(jié)果。

較佳地，在進(jìn)行所述希爾伯特變換和所述三維熵特征提取之前還包括對(duì)所述希爾伯特變換和所述三維熵的訓(xùn)練。

進(jìn)一步地，所述瞬態(tài)信號(hào)為所述通信輻射源個(gè)體在開啟或關(guān)閉瞬間發(fā)送的信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述三維熵包括：指數(shù)熵，香農(nóng)熵和瑞麗熵。

進(jìn)一步地，所述分類器為灰色關(guān)聯(lián)分類器。

較佳地，所述識(shí)別包括：調(diào)制識(shí)別，個(gè)體識(shí)別以及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備物理層認(rèn)證。

在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)例。