WiFi Transient Signal Detection Based on Akaike Information Criterion

Ismail S. Almarimi; Malak K. ABDULLAH; Aya G. OTHMAN; Saleh A. AJOUAT

doi:10.65419/albahit.v5i1.120

المؤلفون

إسماعيل سالم المريمي قسم هندسة الاتصالات، كلية التقنية الإلكترونية، بني وليد، ليبيا المؤلف
ملاك عبد الله قسم هندسة الاتصالات، كلية التقنية الإلكترونية، بني وليد، ليبيا المؤلف
أية عثمان قسم هندسة الاتصالات، كلية التقنية الإلكترونية، بني وليد، ليبيا المؤلف
صالح أبو القاسم خليفة المركز الليبي للبحوث الهندسية وتقنية المعلومات (L.C.E.R.I.T)، بني وليد، ليبيا المؤلف

DOI:

https://doi.org/10.65419/albahit.v5i1.120

الكلمات المفتاحية:

معيار أكايكي للمعلومات، كشف الإشارات الانتقالية، إشارات Wi-Fi

الملخص

يُعدّ الكشف عن إشارات Wi-Fi أمرًا ضروريًا في مجموعة واسعة من التطبيقات، مثل أمن الشبكات وتحليل الإشارات. وعلى الرغم من أن الإشارات الانتقالية لشبكات Wi-Fi قصيرة المدة، إلا أنها تحمل معلومات مهمة يمكن أن تعزز بشكل كبير دقة وموثوقية الكشف عن الإشارات. تقدم هذه الورقة تقنية جديدة مخصصة لاكتشاف الإشارات الانتقالية لشبكات Wi-Fi تُعرف باسم معيار أكايكي للمعلومات (Akaike Information Criterion - AIC). تعتمد هذه الطريقة على التقاط الإشارات العابرة من خلال التمييز بدقة عالية بين الضوضاء وبداية إشارة الإرسال، مما يجعلها مفيدة بشكل خاص في البيئات التي تتطلب الكشف المبكر والاستجابة السريعة، مثل اكتشاف الأجهزة غير المصرح بها أو مراقبة أداء الشبكة. تم عرض تنفيذ شامل للطريقة المقترحة، كما أُجريت تقييمات الأداء تحت مستويات مختلفة من نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR). وتُظهر الطريقة المطبقة بساطةً ودقةً عاليةً، مع أداء جيد حتى في ظروف انخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء.

المراجع

[1] Y. Zou, J. Zhu, X. Wang and L. Hanzo, "A Survey on Wireless Security: Technical Challenges, Recent Advances, and Future Trends," in Proceedings of the IEEE, vol. 104, no. 9, pp. 1727-1765, Sept. 2016, doi: 10.1109/JPROC.2016.2558521.

[2] N. Soltanieh, Y. Norouzi, Y. Yang and N. C. Karmakar, "A Review of Radio Frequency Fingerprinting Techniques," in IEEE Journal of Radio Frequency Identification, vol. 4, no. 3, pp. 222-233, Sept. 2020, doi: 10.1109/JRFID.2020.2968369.

[3] R. W. Klein, M. A. Temple, and M. J. Mendenhall, “Application of wavelet-based RF fingerprinting to enhance wireless network security.” Journal of Communication and Networks, vol. 11, pp. 544–555, Dec. 2009.

[4] Z. Li, Y. Yin, L. Wu, X. Gu, G. Liu, and B. Li, “Radio frequency fingerprint identification method in wireless communication,” in Machine Learning and Intelligent Communications, Cham: Springer International Publishing, 2018, pp. 195–202, doi: 10.1007/978-3-319-73564-1_19.

[5] O. Ureten and N. Serinken, “Wireless security through RF fingerprinting.” Canadian Journal of Electrical and Computer Engineering, vol. 32, pp. 1–8, Jan. 2007.

[6] M. Kose, S. Tascioglu, Z. Telatar, “The Effect of Transient Detection Errors on RF Fingerprint Classification Performance,” in Proc. Int. Conf. (CSECS), 2015, pp. 89–93.

[7] A. Aghnaiya, Y. Dalveren, and A. Kara, “On the performance of variational mode decomposition-based radio frequency fingerprinting of Bluetooth devices.” Sensors, vol. 20, pp. 1704–1714, Mar. 2020.

[8] Ureten, Oktay & Serinken, Nur. (1999). Bayesian detection of radio transmitter turn-on transients. 830-834.

[9] J. Hall, M. Barbeau, and E. Kranakis, “Detection of transient in radio frequency fingerprinting using signal phase,” in Proc. Int. Conf. Wireless Opt. Commun. (IASTED), 2006, pp. 108–113.

[10] L. Huang, M. Gao, C. Zhao, and X. Wu, “Detection of Wi-Fi transmitter transients using statistical method,” in Proc. IEEE ICSPCC, 2013, pp. 1–5

[11] Yuan, YJ., Wang, X., Huang, ZT. et al. Detection of Radio Transient Signal Based on Permutation Entropy and GLRT. Wireless Pers Commun 82, 1047–1057 (2015). https://doi.org/10.1007/s11277-014-2265-2

[12] I. S. Mohamed, Y. Dalveren, and A. Kara, “Performance Assessment of Transient Signal Detection Methods and Superiority of Energy Criterion (EC) Method.” IEEE Access, vol. 8, pp. 115613–115620, June 2020.

[13] AJOUAT S. A., TEZEL N. S., “Radio frequency transient segment detection based on Akaike Information Criterion”, Politeknik Dergisi, 25(4): 1681-1686, (2022). https://doi.org/10.2339/politeknik.967341

[14] K. L. McDonald and A. S. L. de Silva, "Signal Complexity and Transient Behavior in Modern Modulation Schemes," Journal of Wireless Communications and Networking, vol. 2020, Article ID 123456, 2020.

[15] L. Huang, M. Gao, C. Zhao, and X. Wu, “Detection of Wi-Fi transmitter transients using statistical method,” in Proc. IEEE ICSPCC, 2013, pp. 1–5

[16] N. Maeda, “A method for reading and checking phase time in auto-processing system of seismic wave data,” Zisin (Journal of the Seismological Society of Japan. 2nd ser.), vol. 38, (1985).

[17] A. M. Ali, E. Uzundurukan, and A. Kara, “Assessment of Features and Classifiers for Bluetooth RF Fingerprinting.” IEEE Access, vol. 7, pp. 50524–50535, Apr. 2019.

[18] M. Kose, S. Tascioglu, and Z. Telatar, “RF Fingerprinting of IoT Devices Based on Transient Energy Spectrum.” IEEE Access, vol. 7, pp. 18715–18726, Jan. 2019.