[发明专利]一种多用户物理层密钥分发与广播通信同时进行的方法

权利要求书

1.一种多用户物理层密钥分发与广播通信同时进行的方法，包括以下步骤：

S1：Alice随机生成分发给N个Bob的二进制密钥比特信息b_k，b_k＝(b_k1,b_k2,...,b_kN)，其中每份b_ki,i＝1,2,...,N，M_S＝log₂M包含比特，M_S为每个Bob所用的调制方式的星座信号阶数；

S2：Alice将b_k中每M_S个比特映射为密钥符号值K；根据K的值，选择E中的不同列作为发送不同Bob的预编码的选择基准；

S3：每个Bob依次向Alice发送导频序列，Alice估计上行等效信道H_BA并转置得到下行信道其中H_AB＝[H_AB，1；H_AB，2]对应Alice到每个Bob的信道；

S4：Alice对每一个Bob，选择其W(K_i)中对应E(:,K+1)中非零的列数构成W(e)；

S5：Alice利用W(e)发送m帧不同的符号流s₁,s₂,...,s_m，则每个Bob都各自接收m帧符号流y₁,y₂,...,y_m，每个Bob每次接收到信号为N_B维向量每个Bob根据自己接收信号y₁,y₂,...,y_m观察出自己当前的密钥符号k；

S6：每个Bob根据自己在S4中观测到的e中N个非零元素坐标对应的天线下独立解调m帧s₁，s₂，....s_m通信数据符号完成通信，其中：

S7：重复上述通信与密钥分发过程，直至每个Bob已经得到一个L比特长度的密钥；Bob与Alice分别进行密钥一致性确认，若Bob的密钥与Alice分享的一致，则该次密钥分享完成。

2.根据权利要求1所述的一种多用户物理层密钥分发与广播通信同时进行的方法，其特征在于，步骤S2中所述密钥符号流的参数满足如下关系：Bob选择所需要的接收天线数量N_B和Alice同时传输的通信数据调制符号流数N，其中1≤N≤N_B-1，使得：

则

K＝{0,1,2…，N_k-1}。

3.根据权利要求1所述的一种多用户物理层密钥分发与广播通信同时进行的方法，其特征在于，步骤S3中，Alice按照如下处理得到备选预编码空间W：

Alice根据每个Bob的接收天线数目，将W对应的列划分为相应的空间，设定Bob的数量为2，将W划分为对应Bob1和Bob2的两个空间，具体可表示为：

4.根据权利要求1所述的一种多用户物理层密钥分发与广播通信同时进行的方法，其特征在于，步骤S4中

所述W(K_i)中对应E(:,K+1)中非零的列数为W(e)：

W(e_i)＝W(K_i)E(:,K+1)，

Alice将每个W(e_i)合并为W(e)＝[W(e₁),....,W(e_N)]。