[發明專利]基于自適應濾波器系數的射頻指紋統一表達方法及電子設備

有效

• 申請號: 202110408422.2
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113437949B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 胡愛群;俞佳寶
• 申請（專利權）人: 網絡通信與安全紫金山實驗室;東南大學
• 主分類號: H03H21/00
• 分類號: H03H21/00
• 代理公司: 南京睿之博知識產權代理有限公司 32296
• 代理人: 劉菊蘭

本發明公開了一種基于自適應濾波器系數的射頻指紋統一表達方法及電子設備，其中方法包括：接收機過采樣接收無線信號，通過下變頻得到全部基帶信號；進行信號同步、載波頻偏和相偏估計，去除殘留頻偏與相偏，得到包含射頻指紋的基帶信號；對基帶信號進行符號解調和重新調制，得到不含射頻指紋的理想基帶信號；通過自適應算法對統一表達為N階自適應濾波器系數的射頻指紋進行估計；最終提取N+1個濾波器系數作為射頻指紋。本發明方法能夠為不同類型、不同調制方式的無線發射機提供相同的射頻指紋表征，提取的射頻指紋簡單有效，降低了射頻指紋系統的復雜度，進而可為建立統一的射頻指紋表達標準提供技術手段。

技術領域

本發明涉及信息安全領域，尤其涉及一種基于自適應濾波器系數的射頻指紋統一表達方法及電子設備。

背景技術

射頻指紋(RFF)源自發射機電路設計的差異和生產過程中硬件電路的制造容差，不同生產批次甚至同一生產批次的器件參數都有著細微差別。此外，由于其元件類型、元件布局以及PCB走線等存在差異，不同廠家設計的發射機之間的差異性更加顯著。

設備的射頻指紋都具有唯一性和難以克隆性，從而可以被用于無線設備的身份識別與認證。具體來說，現有的射頻指紋識別技術可以準確區別即使采用了相同頻率、相同帶寬和相同調制方式的設備，具有非常好的實用價值。然而，現有公開的射頻指紋技術對于同一發射機在不同參數配置下(例如不同調制方式、不同符號速率等)的射頻指紋提取方法截然不同，且大部分技術還要求存在相同的數據序列，提取的是數據相關的射頻指紋，這些方法都不具備射頻指紋統一性。

由于射頻指紋實質上是由發射機的硬件電路缺陷決定的，在同一頻帶內，同一個發射機采用不同調制方式和不同符號速率時通過的硬件電路保持一致，因此，理論上可以在配置這些不同參數時使用統一的方法提取出統一的射頻指紋。此外，不同參數配置下截然不同的射頻指紋表達不利用射頻指紋表達標準的建立和使用。在實際使用時，現有方法需要遍歷所有參數配置下的信號提取射頻指紋進行入庫，對參數可變的設備實用性差。所以迫切需要一種簡單有效的射頻指紋統一表達方法。

發明內容

發明目的：為了解決現有技術存在的問題，本發明提供了一種基于自適應濾波器系數的射頻指紋統一表達方法及電子設備，通過將射頻指紋建模為N階濾波器，將不含射頻指紋的理想基帶信號作為濾波器輸入，通過自適應算法對統一表達為N階自適應濾波器系數的射頻指紋進行估計，最終提取N+1個濾波器系數作為射頻指紋，實現對不同調制方式、不同符號速率的設備采用相同的射頻指紋提取的目的。

技術方案：為實現上述技術目的，本發明采用了如下技術方案：

一種基于自適應濾波器系數的射頻指紋統一表達方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)接收機以采樣率f_s接收射頻信號r(t)，得到離散信號r(n)，通過下變頻得到全部基帶信號y_r(n)；

(2)進行信號同步、載波頻偏和相偏估計，去除基帶信號y_r(n)中的殘留頻偏和相偏，得到包含射頻指紋的基帶信號y(n)；

(3)對包含射頻指紋的基帶信號y(n)進行符號解調和重新調制，得到不含射頻指紋的理想基帶信號x(n)；

(4)將射頻指紋統一表達為z域的N階濾波器RFF(z)，通過自適應算法對N階濾波器RFF(z)的系數進行調整，收斂為時使得濾波器輸出信號y_f(n)和基帶信號y(n)的誤差信號e(n)最小，表示N階濾波器RFF(z)收斂后的自適應濾波器；

(5)提取收斂后的自適應濾波器的N+1個系數作為最終的射頻指紋。

具體地，所述步驟(4)中，N階濾波器RFF(z)的表達式為：

誤差信號e(n)具體表達為：