[發明專利]面向時分雙工系統的互易隨機源提取方法及裝置

有效

• 申請號: 201911342470.5
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN111147222B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 樓洋明;周游;馬克明;靳彥青;金梁;鐘州;許曉明;黃開枝;陳亞軍;肖帥芳;易鳴
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊信息工程大學;網絡通信與安全紫金山實驗室
• 主分類號: H04L5/14
• 分類號: H04L5/14;H04L25/02;H04W12/0433;H04J14/08
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 周艷巧

本發明屬于無線通信技術領域，特別涉及一種面向時分雙工系統的互易隨機源提取方法及裝置，該方法中包含：估計合法通信雙方收發信機的相鄰上下行子幀信道特征參數序列；提取上下行子幀信道特征參數序列不同探測時隙上的差分信息，以消除上下行探測差異；依據相鄰探測時隙上的上下行子幀的差分信息，獲取互易信道特征。本發明利用合法雙方的收發信機在相鄰上下行子幀估計信道特征，分別對自身探測的信道特征序列在時間上做差分運算，消除合法雙方之間由于功率控制、收發信機射頻通道差異等因素造成的探測參數互易性丟失，獲取具有較強互易性的共享隨機源，且易于與現有TDD通信系統結合，無需對現有通信架構進行較大更改，具有較強的應用前景。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，特別涉及一種面向時分雙工系統的互易隨機源提取方法及裝置。

背景技術

電磁波傳播的開放性使得無線通信安全威脅始終存在。傳統安全手段中通過上層協議以及密碼學手段確保無線通信安全，然而近年來不斷有新的協議漏洞被發現，隨著高性能計算技術的發展，密碼安全也受到了嚴重沖擊。而另一方面，隨著無線通信技術，特別是移動通信技術的不斷演進，通信速率要求飛速提高，這也為通信安全帶來了巨大壓力。物理層安全技術利用無線信道特征，構建基于用戶位置的通信安全體制，彌補無線安全的物理層短板，是對傳統安全體系的有利補充。同時，物理層安全技術利用信道的天然隨機性，有效降低密碼算法的壓力，使輕量級、高安全的加密成為可能。物理層安全技術實現的一大關鍵在于合法通信雙方提取互易的隨機源，然而在現有無線通信系統中，由于功率控制、收發信機射頻通道差異等因素影響，往往難以直接在收發兩端提取互易的信號強度、相位等隨機信息，大大增加了物理層安全技術的工程實現難度。因此需要結合實際工程特點，給出適合于現有通信系統的互易隨機源提取方法。

發明內容

為此，本發明提供一種面向時分雙工系統的互易隨機源提取方法及裝置，通過采用不同時隙間的探測值的差分信息，消除上下行探測差異，易于應用于現有時分雙工移動通信系統，具有較強的應用前景。

按照本發明所提供的設計方案，一種面向時分雙工系統的互易隨機源提取方法，包含如下內容：

估計合法通信雙方收發信機的相鄰上下行子幀信道特征參數序列；

提取上下行子幀信道特征參數序列不同探測時隙上的差分信息，以消除上下行探測差異；

依據相鄰探測時隙上的上下行子幀的差分信息，獲取互易信道特征。

作為本發明面向時分雙工系統的互易隨機源提取方法，進一步地，設定探測時隙序列，該探測時隙序列中設定不同探測時隙間隔；根據探測時隙序列中不同探測時隙，估計合法通信雙方收發信機的相鄰上下行子幀信道特征參數序列。

作為本發明面向時分雙工系統的互易隨機源提取方法，進一步地，依據無線信道相位及基站設備產生的初始相位偏移，估計在探測時隙上的上行信道相位；依據無線信道、終端設備產生的初始相位偏移及基站對發送信號預均衡產生的相位偏移，估計在探測時隙上的下行信道相位。

作為本發明面向時分雙工系統的互易隨機源提取方法，進一步地，不同探測時隙，估計合法通信雙方收發信機的信道特征參數序列時，信道估計所選導頻位置相同。

作為本發明面向時分雙工系統的互易隨機源提取方法，進一步地，相鄰探測時隙，上行子幀差分信息利用上行信道相位差分值表示，下行子幀差分信息利用下行信道相位差分值表示。