[發明專利]編碼方法及裝置，譯碼方法及裝置

在審

• 申請號: 201610221657.X
• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN107294649A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 胡婧婷
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L9/06
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 江舟,李靈潔

技術領域

本發明涉及通信領域，具體而言，涉及一種編碼方法及裝置，譯碼方法及裝置。

背景技術

在相關技術中，物理層安全的研究起源于懷納Wyner的一篇名為《竊聽信道》的著名文章。在該文章中，Wyner系統闡述了通信系統的可靠性和安全性之間的折中關系，以及刻畫了通信系統的安全容量，給出了安全容量的數學解。這里安全容量是指在保證竊聽者的疑惑度最大的情況下信息傳輸效率的最大值。在安全容量的存在性證明中，Wyner提出了隨機裝箱(random binning)的編碼技術。在考慮安全的信道模型中，隨機裝箱編碼技術已經成為一種最常見的編碼技術。隨機裝箱是指發送的消息和一個碼本(一堆碼字組成的集合)一一對應。當發送方發送一個具體的消息時，首先找出和此消息相對應的碼本，然后隨機地于此碼本中選取一個碼字發送出去，該碼字就作為編碼器的輸出。在竊聽信道模型提出之后，構造實際的能逼近安全容量的碼字就成為了編碼領域一個新的研究方向。Wyner指出當竊聽信道是高斯噪聲，主信道無噪聲的情況下，采用陪集編碼方案且子碼是任意一種可達竊聽信道容量的好碼的對偶碼時，可以達到信息論意義上的安全。

在傳統的點對點通信系統中，香農已經證明反饋不能增加系統的信道容量。但是在竊聽信道模型中，如果合法用戶到發送方之間存在一條反饋鏈路，且該鏈路不能被竊聽者竊聽的話，已有文獻證明該反饋鏈路可以增加Wyner的竊聽信道模型的安全容量。那么如何利用反饋來設計實用的安全編譯碼方案就成為了一個非常有意義的課題。

針對相關技術中，編碼技術不能達到信息論意義安全的問題，目前還沒有有效地解決方案。

發明內容

本發明提供了一種編碼方法及裝置，譯碼方法及裝置，以至少解決相關技術中編碼技術不能達到信息論意義安全的問題。

根據本發明的一個方面，提供了一種編碼方法，包括：

獲取待發送消息，其中，所述待發送消息包括：k比特的真實消息，(l-k)比特的隨機消息，其中l，k均為自然數；

對所述待發送消息使用預設密鑰進行加密；

依據校驗矩陣H對加密后的所述待發送消息進行編碼，獲取碼字r^n+k，其中，所述n為所述真實消息的碼字長度，所述校驗矩陣H滿足以下條件：r^n+kH^T＝0；

發送所述碼字r^n+k。

進一步地，所述校驗矩陣H為碼字長度為n+k比特，并且消息長度為l比特的低密度奇偶校驗碼LDPC碼的校驗矩陣，其中，k<l<n+k。

進一步地，通過以下方式確定所述(l-k)比特的隨機消息：

隨機產生一個(l-k)比特的隨機消息；

將所述(l-k)比特的隨機消息通過線性分組碼的生成矩陣生成與所述隨機消息對應的碼字。

進一步地，發送所述碼字r^n+k之前，所述方法還包括以下之一：

所述碼字r^n+k劃分為2^k個子碼，每一個所述子碼對應一個k比特長度的消息；

從所述k比特真實消息所對應的子碼中隨機選取一個碼字發送；

確定所述碼字r^n+k的實際傳輸速率小于主信道的信道容量，以及所述子碼的實際傳輸速率等于竊聽信道的信道容量。

進一步地，通過以下方式確定所述碼字r^n+k的實際傳輸速率小于主信道的信道容量，以及所述子碼的實際傳輸速率等于竊聽信道的信道容量：

其中，所述子碼的實際傳輸速率為所述碼字r^n+k的實際傳輸速率為是主信道高斯噪聲的噪聲方差，是竊聽信道噪聲的噪聲方差，P是所述碼字r^n+k的發送功率，主信道的信道容量maxI(X；Y)為竊聽信道的信道容量maxI(X；Z)為

進一步地，對所述待發送消息使用預設密鑰進行加密包括：