一种基于前沿特征的Wi-Fi设备识别方法_2

文档序号:9420859阅读:来源:国知局
_edgei、…、RiSing_edgew与M个前沿特征模板 Modeli、…、ModelM的方差巧>。< ;诚口己/,其中ofi…分别表示第一个前沿 特征到第N个前沿特征分别与第一个前沿特征模板的方差,R己……分别表示第一个前 沿特征到第N个前沿特征分别与第M个前沿特征模板的方差;如果前沿特征与前沿特征模 板的方差小于方差口限化则认定该前沿特征与该前沿特征模板符合,将该Wi-Fi信号 的N个有效包络对应的前沿特征与M个前沿特征模板的方差依次与方差口限进行比较,最 终得出该Wi-Fi信号分别与每个前沿特征模板符合的前沿特征数,依次为Nmudeli-NmudelM,其 中
[0029] 进一步的,所述步骤6包括:
[0030] 步骤61:将该Wi-Fi信号得出的Nmcd……NmcdeiM分别除W前沿特征总数N,得出的 比值分别为对应不同前沿特征模板的相似度,分别为
取相似度口限 化0. 8,将Wi-Fi信号与M个前沿特征模板的相似度分别与相似度口限进行比较,如果Wi-Fi信号与某一前沿特征模板的相似度高于相似度口限,则该Wi-Fi信号与该前沿特征 模板符合,即Wi-Fi设备为该前沿特征模板所储存的Wi-Fi设备;否则,则该Wi-Fi信号与 该前沿特征模板不符合;
[0031] 步骤62 :如果该Wi-Fi信号的前沿特征与多个前沿特征模板相符合,则取相似度 最大的一个前沿特征模板,进而该Wi-Fi设备的Wi-Fi信号能被识别,该Wi-Fi设备为相似 度最大的前沿特征模板对应存储的Wi-Fi设备,显示该Wi-Fi设备信息;如果该Wi-Fi信 号仅与一个前沿特征模板相符合,则该Wi-Fi设备的Wi-Fi信号能被识别,该Wi-Fi设备为 该前沿特征模板对应存储的Wi-Fi设备,显示该Wi-Fi设备信息;如果该Wi-Fi信号不与 任何前沿特征模板符合,则该Wi-Fi设备不能被识别,显示无设备被识别。
[003引进一步的,所述对Wi-Fi信号复采样时,采样频率f,〉200MHz,方差口限 0. 2,起始口限化0. 2,持续口限化ie/150ns,结束口限0. 8。
[0033] 综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
[0034] 本发明采用前沿特征识别是由每一部Wi-Fi设备决定的,也是每一个Wi-Fi设备 所特有的,是不能够改变和复制的特征。因此,只要存储了某一Wi-Fi设备的前沿特征,无 论该Wi-Fi设备如何改变MAC地址和IP地址,本发明所述方法均可识别出该Wi-Fi设备, 从而避免Wi-Fi设备伪造他人身份或隐蔽自身身份。而传统方法由于此时进行识别的特征 改变,所W在此情况下无法应用。
[0035] 该方法可W有效扩展的应用范围,且由于前沿特征的不可篡改和不可复制的优 点,也提升了准确识别的能力
【附图说明】
[0036] 本发明将通过例子并参照附图的方式说明,其中:
[0037] 图1是基于前沿特征的Wi-Fi设备识别流程。
[0038] 图2是实施例一中的一个脉冲包络的前沿特征。
[0039] 图3是图2中前沿特征与前沿特征模板比对的均方差值幅度图。
【具体实施方式】
[0040] 本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥 的特征和/或步骤W外,均可WW任何方式组合。
[0041] 本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征,除非特别叙 述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加W替换。目P,除非特别叙述,每个特征只 是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0042] 本专利相关说明:
[0043] 1、信号包络包含多个脉冲包络,每个脉冲包络中由脉冲包络开始到达脉冲峰值的 运一段上升过程的信号包络称为前沿,提取该前沿作为前沿特征。前沿特征是Wi-Fi设备 发射机中的各种元器件及对应电路所产生的一种无意调制特征
[0044] 本发明原理过程是:
[0045] 利用较高的采样频率对一个Wi-Fi设备的发射的Wi-Fi信号进行复采样,利用 Wi-Fi信号的实部和虚部求取该信号的信号包络并按照包络最大值进行归一化;利用预先 设定的起始口限化J尋整个包络信息分为N1个单一的脉冲包络;然后利用预先设定的信号 持续口限化1。。将持续时间过短的不完整包络删除,剩下N个完整的脉冲包络;随后将N个 完整脉冲包络中的前沿提取出来作为特征用WWi-Fi设备识别;将提取到的N个前沿特征 与数据库中M个前沿特征模板存储的前沿特征进行比对,求取该Wi-Fi信号与M个前沿特 征模板相符合的前沿特征数目;如果符合数目占据总数目的比值大于相似度化则认为 该Wi-Fi设备即为此前沿特征模板中存储的Wi-Fi设备,否则认为该Wi-Fi设备不符合前 沿特征模板中存储的Wi-Fi设备。其中,每个脉冲包络中由脉冲包络开始到达脉冲峰值的 运一段上升过程的信号包络称为前沿,提取该前沿作为前沿特征。前沿特征是Wi-Fi设备 无意调制的特征,运种特征产生的原因是Wi-Fi设备发射机中的各种元器件及对应电路所 产生的一种无意调制。为了实现对Wi-Fi信号的个体识别,本发明包括如下步骤:
[0046] (I)Wi-Fi信号复采样:为了精确体现Wi-Fi信号特征,在对Wi-Fi信号复采样时 采用较高的采样频率,一般取采样频率fs〉2〇〇MHz。(多个脉冲信号,可W从脉冲信号包络 中提取出前沿特征)对Wi-Fi信号S (t)进行复采样,t表示采样时刻。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,Wi-Fi信号包含多个脉冲, 0<n《Q表示第n个采样点,M表示采样点总数。
[0047] (2)提取Wi-Fi信号包络:根据已存储的实部和虚部信息求取Wi-Fi信号的包络 为
,n= 1,2, 3,......,Q表示采样点数,Q表示处 理的运段Wi-Fi信号的采样点总数。。随后按照包络最大值对信号包络进行归一化处理为Envelop""m(n)=Elnvelop(n)/max{Envelop(n)},其中max{}表示取最大值。存储归一化后 的信号包络,此信号包络包含多个脉冲包络。
[0048] (3)包络分离:(将复采样中多个脉冲分离)首先对归一化的包络设定起始口限 1\,利用运个口限将存储的信号包络分离成为多个脉冲包络。一般经验性选取化^《0. 2, 当在第(Pl-I)个采样点时,包络的值小于起始口限,即化VelOPnerm(Pl-I)CTV且在第Pl个 采样点时,包络的值第1次大于等于起始口限,即^velop"D"(Pi) >化1^时,认定第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, 包络的值大于等于起始口限,即化velop""m(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"""(qi+l)<!\时,认定第Qi个采样点对应 的时刻为第1个脉冲包络的终止时刻,其中〇<Pi<qi<Q。因此将化velop。。^在第P1个采样点 到第Qi个采样点对应的时间范围内的包络提取出来作为第1个脉冲包络EnvelopPUiwi,即
[0049] EnveloPpuisei加1)=圧nveloPnorm(Pi),化veloPnorm(Pi+1),…,化veloPnorm(Qi)],存储 包络分离后的脉冲包络其中第一个脉冲包络化veloppulwi的采样点数是从1到(q1-Pi+l), 总的采样点数为(Qi-Pi+1),其中叫二1,2,……,(Qi-Pi+1),表示第1个脉冲包络的采样点。 采用同样的方法对存储的多个脉冲包络进行包络分离,,直至将整个脉冲的包络完全分离 为多个脉冲的包络化veloPpulwi、……、鸣,并将所有脉冲包络存储起来,其中Ni 为脉冲包络的个数。<
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