[发明专利]一种MIMO-OFDM系统的主动信道密钥生成方法及系统

权利要求书

1.一种MIMO-OFDM系统的主动信道密钥生成方法，其特征在于该方法包括：

(1)MIMO-OFDM系统中通信双方分别获取各自的公开导频信号，并在本地随机产生各自的私密信道系数增益酉矩阵；

(2)通信双方分别根据各自的公开导频信号生成各自的第一传递信号，所述第一传递信号为从公开导频信号中提取的元素形成的对角矩阵；

(3)通信双方分别通过第一频段向另一方发送第一传递信号，并接收另一方发送的第一传递信号；

(4)通信双方分别根据接收的第一传递信号和各自的私密信道系数增益酉矩阵生成各自的第二传递信号；

(5)通信双方分别通过第二频段向另一方发送第二传递信号，并接收另一方发送的第二传递信号；

(6)通信双方分别根据接收的第二传递信号在本地计算得到共有矩阵；

(7)通信双方分别将共有矩阵量化为比特流，然后对量化后的比特流进行信息调和以及隐私放大，获得一致密钥。

2.根据权利要求1所述的MIMO-OFDM系统的主动信道密钥生成方法，其特征在于：步骤(2)中所述第一传递信号的生成方式为：

式中，S¹表示第一传递信号，表示公开导频信号，p₁,p₂,…,p_m表示公开导频信号的第1,2,…,m个元素，m表示公开导频信号的元素个数，n表示每个元素的维数，f(·)表示抽取·元素形成对角矩阵的函数。

3.根据权利要求1所述的MIMO-OFDM系统的主动信道密钥生成方法，其特征在于：步骤(4)中所述第二传递信号的生成方式为：

S²＝f(G⊙Diag(Y¹))

式中，S²表示第二传递信号，f(·)表示抽取·元素形成对角矩阵的函数，G表示私密信道系数增益酉矩阵，表示通信方接收的第一传递信号，diag()表示对方块矩阵取对角元素并且排成一列，⊙表示矩阵Hadamard运算。

4.根据权利要求1所述的MIMO-OFDM系统的主动信道密钥生成方法，其特征在于：步骤(6)中共有矩阵的生成方法包括：

(6-1)对接收的第二传递信号进行如下处理得到：

式中，表示接收的第二传递信号，diag()表示对方块矩阵取对角元素并且排成一列；

(6-2)将去除公开导频信号后再与本地的私密信道系数增益酉矩阵相乘，得到：

式中，K表示共有矩阵，P表示公开导频信号，G表示私密信道系数增益酉矩阵，表示点除运算，⊙表示矩阵Hadamard运算。

5.根据权利要求1所述的MIMO-OFDM系统的主动信道密钥生成方法，其特征在于：所述第一频段和第二频段是指任何满足相干间隔的两个频段。

6.根据权利要求1所述的MIMO-OFDM系统的主动信道密钥生成方法，其特征在于：步骤(7)中所述量化方法为单门限量化、多门限量化、自适应门限量化、均匀量化中任意一种。

7.根据权利要求1所述的MIMO-OFDM系统的主动信道密钥生成方法，其特征在于：步骤(7)中所述信息调和方法基于LDPC编码。

8.根据权利要求1所述的MIMO-OFDM系统的主动信道密钥生成方法，其特征在于：所述隐私放大为哈希函数映射。

9.一种MIMO-OFDM系统的主动信道密钥生成系统，包括两个通信端，每个通信端包括处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-8中任意一项所述的方法。