[发明专利]一种基于设备物理指纹特征的目标识别定位系统及方法

摘要

发明公开了一种基于设备物理指纹特征的目标识别定位系统及方法，系统包括天线阵列单元，射频前端单元，物理层指纹处理单元，设备指纹库单元以及定位单元。其方法包括了以下步骤：射频前端单元对一定的频段进行信号扫描；当扫描到所需要识别频段上有信号时，对信号进行预处理，并对需要识别的信号提取其物理层指纹特征；将获取的物理层指纹特征进行识别并和系统库中所储存的物理层指纹特征进行比对，判断是否是系统库中已有的物理层指纹特征并对设备的身份进行判别；定位单元对接受信号的入射角度以及信号源的距离进行估计。本发明提出的系统和方法可以通过设备的物理层指纹特征实现对单一目标源身份的识别，适用于基于物理层安全的相关技术。

主权项

1.一种基于设备物理指纹特征的目标识别及定位系统，其特征在于，包括天线阵列单元、射频前端单元、物理层指纹处理单元、设备指纹库单元以及定位单元；所述天线阵列单元包括天线，所述射频前端单元包括天线端口，所述天线经过低噪声放大器和混频器安装在天线端口上；物理层指纹处理单元用于接收射频前端单元扫描到的信号、从信号中获取物理层指纹特征并进行分类和识别；设备指纹库单元中存储有已知无线设备的物理层指纹特征，且用于存储未知无线设备物理层指纹特征；定位单元用于接收射频前端单元采集的信号并估计信号源的入射角度和距离；所述物理层指纹处理单元包括基带信号预处理模块、瞬态物理层指纹提取模块、稳态物理层指纹提取模块、频谱物理层指纹提取模板、物理层指纹特征分类器；所述基带信号预处理模块用于对接收信号能量估计、信噪比估计、信干比估计、带宽的估计、载波频率偏移估计、数字调制方式的估计、符号码元速率的估计以及对接收信号能量归一化；瞬态物理层指纹提取模块用于根据估计出的接收信号的数字调制方式和码元速率，绘制接收信号的差分星座轨迹图，并根据估计出的不同调制方式，提取相应差分星座轨迹图的特征；稳态物理层指纹提取模块用于根据无线信号发射源的信号结构获得接受信号准确的载波频率偏移，在星座轨迹图上获得星座轨迹图的畸变程度及接受信号I/Q两路偏移；频谱物理层指纹提取模块用于根据相关无线信号发射源在频域提取接受信号的频谱特征；物理层指纹特征分类器用于对获取的物理指纹特征进行分类。