[發明專利]一種基于無線信道特征的密鑰提取方法及系統

有效

• 申請號: 202011254379.0
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112073966B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 馬東堂;魏急波;熊俊;黃蕾;郭登科;曹闊;趙海濤;辜方林;張曉瀛
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H04W12/041
• 分類號: H04W12/041
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 侯珊

1.一種基于無線信道特征的密鑰提取方法，其特征在于，包括：

通信雙方利用對方發送的探測信號確定CFR估計值；所述CFR估計值包括幅度值序列和相位值序列；

通信雙方根據所述幅度值序列及幅度篩選門限值，對所述相位值序列進行篩選，獲得通信雙方篩選后的目標相位值序列；

通信一方確定等概率量化區域及每個等概率量化區域的子區域，并確定所述通信一方的目標相位值序列中每個相位值落入的等概率量化區域及子區域；根據落入的每個等概率量化區域的編碼生成第一密鑰，根據落入的每個子區域的量化映射值生成量化映射值序列，并將所述量化映射值序列發送至通信另一方；

所述通信另一方根據所述量化映射值序列劃分等概率量化區域，確定所述通信另一方的目標相位值序列中每個相位值落入的等概率量化區域，并根據落入的每個等概率量化區域的編碼生成第二密鑰。

2.根據權利要求1所述的密鑰提取方法，其特征在于，所述通信雙方利用對方發送的探測信號確定CFR估計值，包括：

所述通信雙方利用對方發送的探測信號中的導頻信息，確定通信雙方的CFR估計值。

3.根據權利要求1所述的密鑰提取方法，其特征在于，所述通信雙方根據所述幅度值序列及幅度篩選門限值，對所述相位值序列進行篩選，獲得通信雙方篩選后的目標相位值序列，包括：

所述通信雙方利用幅度值序列計算對應的幅度累積分布函數；

根據所述幅度累積分布函數及預先設定的幅度異常比例確定所述通信雙方的上門限值和下門限值；

所述通信雙方對所述幅度值序列進行檢測，若所檢測的幅度值大于所述下門限值且小于所述上門限值，則記錄所檢測的幅度值的幅度異常標記值為第一標記值，否則，記錄為第二標記值，并生成標記值序列；

所述通信雙方將各自生成的標記值序列發送至對方，并將對方發送的標記值序列與自身生成的標記值序列進行對比，若同一個目標幅度值的幅度異常標記值均為所述第二標記值，則將與所述目標幅度值對應的相位值從所述相位值序列中刪除，獲得通信雙方篩選后的目標相位值序列。

4.根據權利要求3所述的密鑰提取方法，其特征在于，所述根據所述幅度累積分布函數及預先設定的幅度異常比例確定所述通信雙方的上門限值和下門限值，包括：

所述通信一方根據預先設定的幅度異常比例確定上門限值為：

，確定下門限值為：；其中，為所述通信一方的幅度值序列的幅度累積分布函數的反函數；

所述通信另一方根據所述幅度異常比例確定上門限值為：

，確定下門限值為：；其中，為所述通信另一方的幅度值序列的幅度累積分布函數的反函數。

5.根據權利要求4所述的密鑰提取方法，其特征在于，所述幅度異常比例為0.08。

6.根據權利要求1至5中任意一項所述的密鑰提取方法，其特征在于，所述通信一方確定等概率量化區域及每個等概率量化區域的子區域，包括：

所述通信一方根據量化比特數以及所述目標相位值序列的相位累計分布函數確定每個等概率量化區域的邊界，以將相位值總范圍劃分為預定數量個等概率量化區域，每個等概率量化區域具有對應的編碼；將每個等概率量化區域等分為兩個子區域，每個子區域具有對應的量化映射值。

7.根據權利要求6所述的密鑰提取方法，其特征在于，所述通信另一方根據所述量化映射值序列劃分等概率量化區域，包括：

所述通信另一方根據所述量化映射值序列確定除首邊界和尾邊界之外的等概率量化區域邊界，并基于所述通信一方的首邊界和尾邊界確定等概率量化區域。