DJI drone IDs are not encrypted 분석 - 3

대략적인 주파수 오프셋 수정

알고리즘 4는 대략적인 주파수 오프셋을 계산하는 방법을 보여준다. 이 대략적인 주파수 오프셋은 SDR에서 발생하는 주파수 오프셋 때문에 생기는데, 실제 주파수 오프셋에 비하면 규모가 작다. 대략적인 주파수 오프셋은 두 번째 OFDM 심볼을 살펴봄으로써 계산된다. 특히, 심볼 순환 접두사를 조사한다. 두 번째 OFDM 심볼은 순환 접두사로 시작해서 반전된 순환 접두사로 끝난다.

여기서 cp 변수는 두 번째 OFDM 심볼에서 첫 번째 순환 접두사를 나타내고, copy 변수는 두 번째 순환 접두사를 나타낸다. NumPy에서 cp를 공액하여 copy와 곱하는 연산으로 점곱(dot product) 연산이 이루어진다. 그 결과는 축 0을 따라 모든 요소의 합이 된다. offsetRadians는 복소 평면에서 라디안 단위로 생성되며, 드론 ID 버스트에서 대략적인 주파수 오프셋 수정을 수행하기 위해 반대로 적용된다.

OFDM 심볼 추출

OFDM 심볼 추출은 드론 신호에서 OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing, 직교 주파수 분할 다중화) 심볼을 분리하는 과정을 말한다. 이 과정에서는 드론 신호를 구성하는 여러 OFDM 심볼을 정확하게 식별하고 분리한다. 각 OFDM 심볼은 여러 개의 서로 직교하는 부반송파(sub-carrier)로 구성되어 있으며, 이들 부반송파는 다양한 데이터를 동시에 전송할 수 있도록 해준다. OFDM 심볼 추출 과정은 드론 신호에서 유용한 정보를 추출하고 해석하는 데 중요한 단계이다. 이 과정을 통해 드론의 신호를 더 잘 이해하고, 드론의 동작이나 특성을 분석할 수 있다.

 알고리즘 5는 드론 ID 버스트에서 생성된 시간 영역과 주파수 영역을 보여준다. 드론 ID 버스트에서 OFDM 심볼을 추출하는 과정은 순환 접두사를 제거하고, 남은 부분을 시간 영역과 주파수 영역으로 변환하는 것을 포함한다. 이 과정에는 OFDM 심볼의 각 순환 접두사 끝에서 시작되는 아홉 번의 반복이 있다.

알고리즘이 시작되기 전에, 버스트는 이미 시간 영역의 형태로 되어있기 때문에, 각 심볼은 timeDomain 배열의 해당 행에 저장된다. 그 다음, timeDomain은 푸리에 변환을 계산하여 주파수 영역(freqDomain)으로 변환된다. 이때, 제로 주파수 구성 요소를 중앙으로 이동시킨다. 최종 배열은 freqDomain 배열의 해당 행에 저장된다.

간단히 말해서, 이 알고리즘은 드론 ID 버스트에서 OFDM 심볼을 추출하여 시간 영역에서 주파수 영역으로 변환하는 과정을 나타낸다. 이 변환은 데이터를 분석하고 해석하는 데 필수적인 단계로, 드론의 통신 신호를 더 잘 이해하는 데 도움을 준다.

채널 임펄스 응답

알고리즘 6은 채널 임펄스 응답을 보여준다. 이 응답은 평균 걸음 위상 오프셋을 계산함으로써 측정된다. 채널 임펄스 응답은 신호의 왜곡을 나타낸다. 알고리즘 1은 OFDM 심볼 4와 6에 있는 ZC 시퀀스(zc4와 zc6)를 모두 생성한다. 각 ZC 시퀀스는 푸리에 변환을 통해 주파수 영역으로 변환된다. 각 ZC 시퀀스에 대한 골든 레퍼런스는 각각 OFDM 심볼 4와 6에 대해 channel1과 channel2에 저장된다. 채널 추정(est)은 channel1에서 파생된다. 데이터 캐리어가 아닌 요소들은 제거된다. 각 심볼에 대한 평균 위상 오프셋(phaseOffset)은 channel1과 channel2의 각도를 계산하고 모든 요소를 합산하여 계산된다. 그 합은 데이터 캐리어의 수(600)로 나누어진다. 최종 phaseOffset 값은 channel1과 channel2의 평균이다.

간단히 설명하면, 이 알고리즘은 신호의 왜곡을 나타내는 채널 임펄스 응답을 계산하는 과정을 나타낸다. 이 과정은 OFDM 심볼에서 ZC 시퀀스를 추출하여 주파수 영역으로 변환하고, 이를 통해 채널의 상태를 추정하며, 평균 위상 오프셋을 계산하여 채널의 왜곡도를 평가한다. 이러한 분석은 드론 신호의 정확한 전달 상태를 이해하는 데 중요하다.

자세한 내용은 4편에 이어진다.