结合ITD与非线性分析的通信辐射源个体识别方法

任东方 张 涛 韩 洁

(解放军信息工程大学,河南郑州 450001)

1 引言

通信辐射源设备由大量的单元器件组成,这些元器件在制造时存在不同程度的误差,加上辐射源内部结构复杂,半导体元器件非线性对调制信号的影响以及外部环境对器件工作参数的影响,使得即使是同一厂家生产的同型号设备,其调制信号也会存在细微的差别[1]。这些调制信号中的细微差别能够反映个体特性,如同人类指纹一样能够起到身份标识的作用,在信号分析理论中被称为细微特征或“指纹”特征。通信辐射源个体识别技术就是通过提取调制信号上的细微特征,与信号特征库中信号进行比对,实现对辐射源设备的锁定,进而对重要设备进行跟踪和有效监视[2]。目前该技术在感知无线电[3],无线网络物理层安全防护[4]等方面有所应用。

受到不同辐射源设备内部器件的差异,调制信号中的非线性产物如谐波,交调干扰,互调干扰以及杂散输出如放大器非线性失真等的影响,实际辐射源信号存在非线性,非平稳的特点[5- 6]。文献[7]指出,可以提取实际通信辐射源的这些非线性动力学参数,作为信号指纹特征进行辐射源识别。Yuan等[8]通过提取信号的归一化排列熵作为指纹特征,来识别同种调制方式的不同电台信号,与一些基于双谱及调制参数的方法对比,具有明显优势。Huang等[9]在此基础上将辐射源看作一个非线性动力系统,通过Hilbert变换得到信号的幅度、相位、频率序列……