[发明专利]一种物理层密钥生成方法、电子设备及存储介质

说明书

本发明实施例提供一种物理层密钥生成方法、电子设备及存储介质，该方法包括：通过粗波束进行波束扫描，确定各个粗波束对，将各个粗波束对中的发送粗波束序号发送到基站，以供基站遍历所述粗波束内的细波束，将信道状态信息参考信号发送到用户终端；与基站共同对各个粗波束对中的细波束进行波束扫描，确定各个粗波束对中的最佳细波束对，并结合所述信道状态信息参考信号确定各个最佳细波束对的波束编号，将各个最佳细波束对的波束序号上传给基站；根据各个最佳细波束对的波束序号生成物理层用户密钥。具有较低的信令开销，并能有效改善通信双方密钥的生成速率和一致性。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种物理层密钥生成方法、电子设备及存储介质。

背景技术

第五代移动通信(the Fifth Generation,5G)基于异构组网与新型无线技术，为海量设备的接入、丰富的无线业务以及快速的数据流量增长提供支持。由于5G移动通信拥有很高的数据传输速率，所以人们在使用的过程中会用其传输大量的关键信息，其中包括部分隐私数据。这些隐私数据若不能得到妥善的加密处理，很有可能给用户安全带来隐患。因此，5G的发展对可靠传输、隐私保护等无线通信安全方面的性能提出了更高的要求。

物理层安全的两大分支为无密钥安全和基于密钥的安全。无密钥安全性可以通过设计传输编码策略，例如人工噪声、波束成形、格形码和结构化干扰等方式实现，但是上述方式的实现都需要已知完整的信道状态信息(Channel State Information,CSI)，因此难以应用在高速移动的场景中。根据无线信道特征生成密钥是一种在物理层中实现基于密钥的保密性的方法，因为无线信道具有互易性、空间可变性和时间变化的固有属性，能够用于密钥开发。可以利用的信道特征包括接收信号的强度、包络和相位、信道冲激响应和信道频率响应等。这种基于密钥的物理层安全技术复杂度较低，易于实现，因此成为了目前5G物理层安全的一个重要研究方向。

但是现有技术中，大规模多输入多输出多天线系统下密钥生成速率低、密钥不一致率高，因此如何更好的实现5G大规模天线系统传输模型下的加密已经成为业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种物理层密钥生成方法、电子设备及存储介质，用以解决上述背景技术中提出的技术问题，或至少部分解决上述背景技术中提出的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种物理层密钥生成方法，包括：

通过粗波束进行波束扫描，确定各个粗波束对，将各个粗波束对中的发送粗波束序号发送到基站，以供基站遍历所述粗波束内的细波束，将信道状态信息参考信号发送到用户终端；

与基站共同对各个粗波束对中的细波束进行波束扫描，确定各个粗波束对中的最佳细波束对，并结合所述信道状态信息参考信号确定各个最佳细波束对的波束编号，将各个最佳细波束对的波束序号上传给基站；

根据各个最佳细波束对的波束序号生成物理层用户密钥。

更具体的，所述通过粗波束进行波束扫描，确定各个粗波束对，将各个粗波束对中的发送粗波束序号发送到基站的步骤，具体包括：

通过粗波束进行波束扫描，确定粗波束对中的最佳粗波束对和备用粗波束对；

将所述最佳粗波束对中的发送粗波束和备用粗波束对中的发送粗波束序号发送到基站；

其中，所述粗波束对包括发送粗波束和接收粗波束。

更具体的，所述根据各个粗波束对中的最佳细波束对的波束序号生成物理层用户密钥的步骤，具体包括：

计算各个粗波束对中的最佳细波束被选择的概率，得到各个最佳细波束被选择概率信息；

根据所述各个最佳细波束被选择概率信息对各个粗波束对中的最佳细波束对的波束序号进行霍夫曼编码和级联处理，得到物理层用户密钥。