[发明专利]一种联合信道幅度和相位的二维无线物理层密钥生成方法

摘要

本发明公开了一种联合信道幅度和相位的二维无线物理层密钥生成方法，该方法基于窄带平坦衰落信道，是将估计的信道幅度和信道相位组合成一个极坐标点。根据幅度和相位组合比特数的不同划分不同的区域，然后根据极坐标点所在的区域进行量化成不同的比特流。该方法的实施步骤包括：本发明的Alice向节点Bob发送探测信号，Bob接收到信号后，并用它来测量信道特征，接着向Alice发送数据包，节点Alice接收并测量。多个来回后，得到信道幅度和相位矢量。最后Alice和Bob分别根据信道幅度和相位所需比特的不同进行量化得到初始密钥。本发明与基于信道相位的密钥生成方案相比，具有较低的初始比特不一致率，降低了通信双方彼此间的信息协商程度。

主权项

一种联合信道幅度和相位的二维无线物理层密钥生成方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1：Alice向Bob发送探测信号s_a(t)，Bob接收的信号y_B(t)＝s_a(t)*h_AB+n_B，测量出信道幅度r和θ，同样Bob接着向Alice发送探测信号，Alice接收并测量，最终，多个来回后，信道相位矢量表示如下，即：θ_a＝[θ_a(1)^T,...,θ_a(N)^T]θ_b＝[θ_b(1)^T,...,θ_b(N)^T]其中，N为矢量长度，矢量中的每个元素θ_a(1),θ_b(1),...,θ_a(N),θ_b(N)，是每测量一次信道，多次采样的采样值集合，信道幅度的矢量用r_a和r_b表示；步骤2：Alice和Bob将得到的幅度矢量中的每个元素r_a(1),r_b(1),...,r_a(N),r_b(N)依据矢量元素中的最大值和最小值进行线性归一化，也就是元素值与最小值的差除以最大值与最小值的差，这样就得到新的矢量元素值，即：ρ_a(1),ρ_b(1),...,ρ_a(N),ρ_b(N)；步骤3：Alice和Bob分别将将幅度测量值和其对相应的相位组成一个极坐标点，即极坐标点(ρ_a(1),θ_a(1))，幅度值位于[0,1]之间，相位服从在[‑π,π)的均匀分布，这样就把点映射到了单位圆内，根据幅度和相位组合比特数的不同划分不同的区域，然后根据点所在的区域进行量化成不同的比特流。