高层的安全机制虽然是保证无线通信安全的核心,但是无法解决直接针对无线物理层的攻击。尤其是在认知无线电网络中,因其网络的特殊性,通信过程还会受到模仿主用户(PUE)攻击。　　 为解决物理层攻击,本文通过射线跟踪算法从物理层提取出信道频率响应作为无线信道指纹。在此基础上,本文采用基于信道频率响应的信道指纹算法,并分析其性能,证明算法的可行性和可靠性。经过训练数据的实验结果表明,基于频率响应的信道指纹算法的识别精度与抽样的频点数量有关,抽样频点越多,不同信道的区分度越高,算法性能就越好。进一步,本文提出信道指纹算法-RSA数字签名跨层协议,并通过NS2仿真软件搭建系统测试平台,对跨层协议的性能进行多方面分析。其中找出并分析影响协议性能的三大影响因子,分别是接收端信噪比、算法门限值、接收数据包比例。通过仿真分析,找到协议性能达到最佳时的影响因子取值。另外,对比RSA数字签名安全机制和跨层协议的性能,实验结果表明,使用信道指纹算法-RSA数字签名跨层协议能很好地识别发射机,也能有效地减小高层安全机制的工作量,节省系统的开销。　　 本文的主要研究内容和创新点集中在两方面,一是利用射线跟踪算法获取信道频率响应值,二是研究基于频率响应的信道指纹算法,以及分析信道指纹算法-RSA数字签名跨层安全协议的性能。　　 在未来的工作中,可以从线上仿真、增加仿真场景和寻求新的影响因子等方面对基于频率响应的无线信道指纹进行更加深入的研究。