多径传输环境下的射频指纹估计方法

发布时间：2020-12-12 23:45

　　随着无线通信技术的飞速发展,其安全问题日益严峻.物理层安全技术利用无线信号的内在属性建立安全机制,为增强无线通信安全提供了新思路.无线信道密钥生成技术利用无线信道的互易性、随机性和唯一性生成对称密钥;射频指纹(Radio Frequency Fingerprint, RFF)识别技术借助寄生在无线信号中的射频特征进行设备身份认证.但是,在接收到的信号中,无线信道和RFF混叠在一起,不利于密钥生成和设备识别.无线信道与RFF的分离是物理层安全技术中需要解决的一个重要问题.本文研究了多径传输环境下的RFF估计方法,提出了基于信道互易性(Channel Reciprocity based, CR)的RFF估计方法以及基于主路径分解(Main Path Decomposition based, MPD)的RFF估计方法. CR方法利用无线信道的互易性获取发射机RFF,可广泛适用于单天线或多天线时分双工系统; MPD方法利用接收机的多天线优势,通过重构信号子空间来获取主路径中包含的发射机RFF.仿真结果表明, CR方法可以在理想的高信噪比条件下获得较好的估计性能, MPD方法可以从主路径中分解得... 

【文章来源】：密码学报. 2020年02期

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

TDD无线通信系统的双向传输链路模型

王栋等:多径传输环境下的射频指纹估计方法2533基于主路径分解的RFF估计方法在OFDM系统中,可以利用接收机的多天线优势,借助阵列信号处理算法,通过重构信号子空间来获取主路径中的发射机RFF,将这种方法称为基于主路径分解的RFF估计方法,即MPD方法.3.1系统模型一个多天线OFDM系统的上行链路模型如图2所示.其中,待识别设备Bob配置单个发射天线,检测设备Alice的接收机配置一个均匀线阵,共计M个天线.图2多天线OFDM系统的上行链路模型Figure2Uplinkmodelofmulti-antennaOFDMsystems使用一种恒包络零幅自相关序列,Zadoff-Chu序列,来探测Bob发射机射频电路的频域特性.Zadoff-Chu序列是广义啁啾相似(GeneralizedChirpLike,GCL)序列的一种特殊形式,如下x(n)=exp[j2πMzcNzc(n(n+1)/2+nqzc)],Nzc是奇数exp[j2πMzcNzc(n2/2+nqzc)],Nzc是偶数其中,n=0,1,···,Nzc1,Nzc是序列的长度,Mzc是与Nzc互质的整数,qzc是任意整数.待识别设备Bob使用Zadoff-Chu序列调制待发送的导频序列,经过串并转换和离散傅里叶逆变换,时域OFDM信号可以表示为,s(n)=1√NcNc1∑k=0x(k)ej2πNckn其中,Nc是子载波数量,n=0,1,···,Nc1.对时域信号s(n)添加循环前缀(CyclicPrefix,CP),经过数模转换可以得到时域模拟信号s′(n).s′(n)经过射频电路调制后,通过天馈系统发射.在发射机的模拟信号处理过程中,会向s′(n)引入发射机的RFF,得到stx(n).在时域上,发射机RFF的冲激响应htx(n)与s′(n)是卷积关系,在频域上,发射机RFF的频率响应Htx(k)与对应的频域信号X?

【参考文献】：
期刊论文
[1]相干信号波达方向估计技术综述[J]. 叶中付,罗大为,韦进强,徐旭.  数据采集与处理. 2017(02)
[2]无线通信设备的射频指纹提取与识别方法[J]. 俞佳宝,胡爱群,朱长明,彭林宁,姜禹.  密码学报. 2016(05)
[3]无线信道的密钥生成方法[J]. 李古月,胡爱群,石乐.  密码学报. 2014(03)



本文编号：2913472