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Payload Symbol-Based Nonlinear RF Fingerprint for Wireless QPSK-OFDM Devices

China Communications 2023年第6期20卷 240-248页

作者： Honglin Yuan Yan Yan Guoan Zhang Zhihua Bao School of Information Science and Technology Nantong UniversityNantong 226019China Nantong Research Institute for Advanced Communication Technologies Nantong 226019China

Radio Frequency(RF) fingerprinting is one physical-layer authentication method for wireless communication, which uses the unique hardware characteristic of the transmitter to identify its true identity.To improve the performance of RF Fingerprint(RFF)based on preamble with fixed duration, a nonlinear RF fingerprinting method based on payload symbols is proposed for the wireless OFDM communication with the bit mapping scheme of QPSK. The wireless communication system is modeled as a hammerstein system containing the nonlinear transmitter and multipath fading channel. A parameter separation technique based on orthogonal polynomial is presented for the estimation of the parameters of the hammerstein system. The hammerstein system parameter separation technique is firstly used to estimate the linear parameter with the training signal, which is used to compensate the adverse effect of the linear channel for the demodulation of the successive payload symbols. The demodulated payload symbols are further used to estimate the nonlinear coefficients of the transmitter with the hammerstein system parameter separation technique again, which is used as the novel RFF for the authentication of the QPSK-OFDM device. Numerical simulations have verified the proposed method, which can also be extended to the OFDM signals with other bit mapping schemes.

关键词： physical-layer authentication RF Fingerprint RF Fingerprinting hammerstein system parameter separation nonlinearity RFF spectrum sharing

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