隨著無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展,其安全問(wèn)題日益嚴(yán)峻.物理層安全技術(shù)利用無(wú)線信號(hào)的內(nèi)在屬性建立安全機(jī)制,為增強(qiáng)無(wú)線通信安全提供了新思路.無(wú)線信道密鑰生成技術(shù)利用無(wú)線信道的互易性、隨機(jī)性和唯一性生成對(duì)稱密鑰;射頻指紋(Radio Frequency Fingerprint, RFF)識(shí)別技術(shù)借助寄生在無(wú)線信號(hào)中的射頻特征進(jìn)行設(shè)備身份認(rèn)證.但是,在接收到的信號(hào)中,無(wú)線信道和RFF混疊在一起,不利于密鑰生成和設(shè)備識(shí)別.無(wú)線信道與RFF的分離是物理層安全技術(shù)中需要解決的一個(gè)重要問(wèn)題.本文研究了多徑傳輸環(huán)境下的RFF估計(jì)方法,提出了基于信道互易性(Channel Reciprocity based, CR)的RFF估計(jì)方法以及基于主路徑分解(Main Path Decomposition based, MPD)的RFF估計(jì)方法. CR方法利用無(wú)線信道的互易性獲取發(fā)射機(jī)RFF,可廣泛適用于單天線或多天線時(shí)分雙工系統(tǒng); MPD方法利用接收機(jī)的多天線優(yōu)勢(shì),通過(guò)重構(gòu)信號(hào)子空間來(lái)獲取主路徑中包含的發(fā)射機(jī)RFF.仿真結(jié)果表明, CR方法可以在理想的高信噪比條件下獲得較好的估計(jì)性能, MPD方法可以從主路徑中分解得... 

【文章來(lái)源】：密碼學(xué)報(bào). 2020年02期

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TDD無(wú)線通信系統(tǒng)的雙向傳輸鏈路模型

王棟等:多徑傳輸環(huán)境下的射頻指紋估計(jì)方法2533基于主路徑分解的RFF估計(jì)方法在OFDM系統(tǒng)中,可以利用接收機(jī)的多天線優(yōu)勢(shì),借助陣列信號(hào)處理算法,通過(guò)重構(gòu)信號(hào)子空間來(lái)獲取主路徑中的發(fā)射機(jī)RFF,將這種方法稱為基于主路徑分解的RFF估計(jì)方法,即MPD方法.3.1系統(tǒng)模型一個(gè)多天線OFDM系統(tǒng)的上行鏈路模型如圖2所示.其中,待識(shí)別設(shè)備Bob配置單個(gè)發(fā)射天線,檢測(cè)設(shè)備Alice的接收機(jī)配置一個(gè)均勻線陣,共計(jì)M個(gè)天線.圖2多天線OFDM系統(tǒng)的上行鏈路模型Figure2Uplinkmodelofmulti-antennaOFDMsystems使用一種恒包絡(luò)零幅自相關(guān)序列,Zadoff-Chu序列,來(lái)探測(cè)Bob發(fā)射機(jī)射頻電路的頻域特性.Zadoff-Chu序列是廣義啁啾相似(GeneralizedChirpLike,GCL)序列的一種特殊形式,如下x(n)=exp[j2πMzcNzc(n(n+1)/2+nqzc)],Nzc是奇數(shù)exp[j2πMzcNzc(n2/2+nqzc)],Nzc是偶數(shù)其中,n=0,1,···,Nzc1,Nzc是序列的長(zhǎng)度,Mzc是與Nzc互質(zhì)的整數(shù),qzc是任意整數(shù).待識(shí)別設(shè)備Bob使用Zadoff-Chu序列調(diào)制待發(fā)送的導(dǎo)頻序列,經(jīng)過(guò)串并轉(zhuǎn)換和離散傅里葉逆變換,時(shí)域OFDM信號(hào)可以表示為,s(n)=1√N(yùn)cNc1∑k=0x(k)ej2πNckn其中,Nc是子載波數(shù)量,n=0,1,···,Nc1.對(duì)時(shí)域信號(hào)s(n)添加循環(huán)前綴(CyclicPrefix,CP),經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換可以得到時(shí)域模擬信號(hào)s′(n).s′(n)經(jīng)過(guò)射頻電路調(diào)制后,通過(guò)天饋系統(tǒng)發(fā)射.在發(fā)射機(jī)的模擬信號(hào)處理過(guò)程中,會(huì)向s′(n)引入發(fā)射機(jī)的RFF,得到stx(n).在時(shí)域上,發(fā)射機(jī)RFF的沖激響應(yīng)htx(n)與s′(n)是卷積關(guān)系,在頻域上,發(fā)射機(jī)RFF的頻率響應(yīng)Htx(k)與對(duì)應(yīng)的頻域信號(hào)X?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]相干信號(hào)波達(dá)方向估計(jì)技術(shù)綜述[J]. 葉中付,羅大為,韋進(jìn)強(qiáng),徐旭.  數(shù)據(jù)采集與處理. 2017(02)
[2]無(wú)線通信設(shè)備的射頻指紋提取與識(shí)別方法[J]. 俞佳寶,胡愛(ài)群,朱長(zhǎng)明,彭林寧,姜禹.  密碼學(xué)報(bào). 2016(05)
[3]無(wú)線信道的密鑰生成方法[J]. 李古月,胡愛(ài)群,石樂(lè).  密碼學(xué)報(bào). 2014(03)



本文編號(hào)：2913472