一种基于前沿特征的Wi-Fi设备识别方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及Wi-Fi设备识别技术，特别是设及一种基于前沿特征的Wi-Fi设备识 别方法。
【背景技术】
[0002] 传统的Wi-Fi设备识别方法是利用MC地址或IP地址对Wi-Fi设备进行识别。然 而实际情况中，MC地址和IP地址都极为容易更改，如果更改了设备MC地址或IP地址，传 统方法就无法对Wi-Fi设备进行识别。由于传统Wi-Fi设备识别方法的局限性，0化eten 等人采用基于Wi-Fi设备开、关机时幅度与相位特征对Wi-Fi信号进行识别，然而该方法只 有在开、关机运一短暂的过程中才能有效识别Wi-Fi信号，达到识别Wi-Fi设备的目的，但 是此方法应用局限性较大。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是：针对当前Wi-Fi接入点对Wi-Fi设备的识别存在 局限性的问题，本发明提出利用前沿特征对Wi-Fi设备进行识别的方法，只要Wi-Fi设备发 送Wi-Fi信号，无论其是否更改MC地址或IP地址，本方法均能对Wi-Fi设备进行识别。
[0004] 本发明采用的技术方案如下：
[0005] -种基于前沿特征的Wi-Fi设备识别方法，其特征在于包括：
[0006] 步骤1 :对Wi-Fi设备发射的Wi-Fi信号复采样，然后提取该Wi-Fi信号复采样信 号的信号包络，并存储归一化后的信号包络；
[0007] 步骤2 :将存储的信号包络分离为多个脉冲包络；
[0008] 步骤3 :对分离出的脉冲包络进行有效性判定；
[0009] 步骤4 :从有效脉冲包络中提取该Wi-Fi信号的前沿特征；
[0010] 步骤5 :提取的Wi-Fi信号前沿特征与前沿特征模板进行比对，得出该Wi-Fi信 号分别与每个前沿特征模板符合的前沿特征数；所述前沿特征模板是预先将需要被识别的 Wi-Fi设备按照步骤1到4处理后，将该Wi-Fi设备的前沿特征存储在前沿特征库中成为前 沿特征模板；同时存储前沿特征模板对应的Wi-Fi设备信息；
[0011] 步骤：6 :根据比对结果，确定该Wi-Fi设备是否被识别。
[001引所述步骤1包括：
[0013] 步骤11 :对Wi-Fi设备发射的Wi-Fi信号s(t)复采样，然后分别存储采样后同一 个Wi-Fi信号S(n)的实部Re[s(n)]和虚部Im[s(n)]其中，t表示采样时刻，n= 1、2、...、 Q，n表示采样点数，Q表示处理的运段Wi-Fi信号的采样点总数；
[0014] 步骤12:根据已存储的s(n)的实部Re[s(n)]和虚部Im[s(n)]，求取Wi-Fi信号 的信号包络为衣机切银;(.《): = s'(n)I+{ims'(n)I;
[0015] 步骤13 :按照信号包络最大值对信号包络进行归一化处理
t其中，max {}表示取最大值；
[0016] 步骤14:存储归一化后的信号包络。
[0017] 进一步的，所述步骤2包括：
[001引步骤21:对归一化的信号包络设定起始口限化,，当在第（Pi-I)个采样点时，信号 包络的值小于起始口限，即化velop。。^(Pi-I)<1\，且在第Pi个采样点时，信号包络的值第1 次大于等于起始口限，即化velop。。^ (Pi) >化J寸，则第P1个采样点对应的时刻为第1个脉 冲的包络起始时刻，也为前沿起始时刻；当在第Qi个采样点时，信号包络的值大于等于起始 n限，即化velop"""(qi) >化^且在第（屯+1)个采样点时，信号包络的值从Pi点后第1次 小于起始口限，即化velop""m(qi+l) <1\时，则第q1个采样点对应的时刻为第1个脉冲的包 络终止时刻；其中，Pi和q1分别表示满足如上条件的采样点n的取值，即n=P1和n=q1 的两个采样点，且满足KPi<qi<Q;
[0019] 步骤22 :将第Pi个采样点到第q1个采样点对应的时间范围内的信号包络提取出 来作为第1个脉冲包络，即
[0020] EnveloPpuisei(mi)=圧nveloPnorm(Pi)，EnveloPn〇rm(Pi+l)，…，化veloPnormhi)]，其中 mi=1,2,……，（qi-Pi+l)，m康示第1个脉冲包络中的采样点，总的采样点数为（Qi-Pi+I)， 然后存储信号包络分离后的脉冲包络；
[0021] 步骤23:重复步骤21和22,对存储的多个信号包络进行包络分离，直至将所有信 号包络完全分离为多个脉冲包络化veloppuiwi、…、，并将所有脉冲包络存储起 来，其中￡]1￥61〇口。山561<〇1\)=圧醇61〇口。。"(口1<)，611￥61〇口。。"(口1<+1)，...，化乂61〇口。。"^1<)]，其中 Ni为信号包络中脉冲包络的个数，1《k《N1表示第k个脉冲包络，mk= 1，2,…，qk-Pk+1，nik表示第k个脉冲包络中的采样点数，Pk和qk分别表示第k个脉冲包络的包络起始时刻mk =Pk和包络终止时刻mk=qk对应的采样点，1 < '? ? <巧-1<祭-! <扔 < 祭 < …、I< % < 0。
[0022] 进一步的，所述步骤3包括：
[0023]步骤31 :设定信号持续口限化1。。，对第一个脉冲包络化veloppuiwi的持续时间 (Qi-Pi+l) /fs进行判断，如果脉冲包络持续时间小于化1。。，则判定该脉冲包络无效，舍弃该 脉冲包络；如果脉冲包络持续时间大于或等于化1。。，则该脉冲包络有效，继续存储并进行处 理；
[0024] 步骤32 :重复步骤31，对全部Ni个脉冲包络进行有效性判定，判定的有效脉冲 包络个数为N个，N《Ni;此时，将N个有效的脉冲包络重新排序，运些有效脉冲包络表 示为E：nveloPvaiid_i，化veloPvaiid_2，…，化velopvaiio,其统一表达式为EnveloPvaiid_ki，其中 kl= 1，2,…，N;有效脉冲包络化velopvai心1的总点数Nki和排序前与其对应的脉冲包络 E：nveloPpukek的总点数（Qk-Pk+1)相等。
[0025] 进一步的，所述步骤4包括：
[0026]步骤41 :判定为有效的脉冲包络进行前沿特征提取，设定前沿结束口限为化H， 一般经验性选取化0. 8 ;当第1个脉冲包络中第r1个采样点对应的值小于前沿结束 口限，即化乂61〇口、。11^1^1)<1\;且第^1+1)个采样点对应的值大于等于前沿结束口限，即 化velopvai心h+1) >ThH时，则第r1个采样点对应的时刻为前沿特征结束时刻，r1的值小 于有效脉冲包络的总点数；将第一个有效脉冲包络中脉冲包络前沿起始时刻到前沿特征结 束时刻的包络值提取出来作为第一个前沿特征Rising_edgei，前沿特征Rising_edgei= 圧nveloPvaiid_i(1)，化veloPvaiid_i似，…，E：nveloPvaiid_ih)]，则该前沿特征总的采样点数为 1*1 O
[0027] 步骤42:重复步骤41，提取所有N个有效脉冲包络中的前沿特征，N个有效脉冲 包络前沿特征分别为Rising_edgei、…、Rising_edgeN，Rising_edge5N=圧nveloPvaiid_ w(l),E：nveloPv3iidj/2)，…，ElnveloPvgiidj^Cri)]，其中所有N个脉冲包络的前沿特征的采样点 总数均为ri。
[0028] 进一步的，所述步骤5包括：将同一个Wi-Fi信号的N个前沿特征分别与前沿 特征库中的前沿特征模板Modeli、…、ModelM进行比对，M为前沿特征库中存储的前沿特 征模板数量，求取N个前沿特征RiSing