随着无线通信技术的发展,无线网络的安全性越发受到人们的关注,尤其是对接入设备的身份认证是保障通信系统安全的重要组成部分,传统的基于加解密算法和安全协议算法的无线通信安全体系都是建立在数据链路层及其以上的层级,人们开始关注从更底层的角度——物理层考虑身份认证,因此通信设备的物理层特性其唯一性以及难以伪造的特点对于无线通信的认证安全具有着重大意义,值得去深入研究。本文的研究对象是GSM移动设备发送的GMSK信号,分析了GMSK信号的调制方式与物理层结构,提出了一种针对训练序列的信号特征生成方法,并通过实验验证了在多径和噪声条件下其用于设备身份认证的可靠性。本文的主要工作如下:为了提取GMSK信号的稳态指纹,研究了GSM标准中的信号调制原理和突发脉冲结构,选择突发脉冲中间的训练序列作为目标信号,提出了一种利用复相关提取训练序列的算法;提出了一种基于反高斯滤波器的差分星座轨迹图的射频指纹生成方法,消除了由高斯滤波器引入的码间干扰,提高了构建的射频指纹的稳定性;在多径条件下,对30台设备进行分类实验,当信噪比大于20d B时,可以达到90%以上的分类准确率;为了提高射频指纹的分类识别率,本文尝试从图像学角度提取差分星座轨迹图中的设备特征,提出了一种基于图像轮廓的射频指纹构建方法,实验表明,当信噪比大于20d B时,获得了84%左右的分类准确率,当信噪比大于30d B时,准确率可以达到93%以上,虽然未能达到预期结果,但丰富了射频指纹提取的角度和方式;为了增强GMSK射频指纹的稳定性和鲁棒性,本文研究了GMSK信号的载频偏移,瞬时相位响应统计特征来构建多维指纹特征,并在利用SVM分类器测试中获得了98%的分类准确率。