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专利号: 2020100107377
申请人: 电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.可对抗任意窃听天线数量的物理层安全传输方法,合法通信双方Alice和Bob分别利用半径为R的保护区域围绕自己,保护区域的半径长度R大于信道的不相关距离,R的长度由信道传播环境和载频频率决定,使得窃听者Eve不能进入保护区域进行窃听,保证Eve的信道与Alice和Bob均相互独立,其特征在于,所述方法包括如下步骤:S1:合法通信双方Alice和Bob进行通信确认;

S2:Alice随机生成一个MS比特的密钥比特bk,将密钥比特bk映射为密钥符号K,并异或密钥比特bk与待发送机密信息b,得到加密后的密文比特流bs,并将bs调制为调制符号s=(s1,..,sN);

S3:Bob向Alice发送导频序列,Alice计算备选预编码空间W,并利用W(e)预编码发送调制符号流s=(s1,..,sN);

S4:Bob测量每根接收天线的接收信号强度,估计天线矢量,逆映射得到密钥符号和密钥比特,依次在激活天线解调接收的调制符号流得到密文比特流;

S5:Bob将观测到的密钥比特与解调得到的密文比特流进行异或,得到机密信息比特b;

S6:重复步骤S2至步骤S5。

2.根据权利要求1所述的可对抗任意窃听天线数量的物理层安全传输方法,其特征在于,所述步骤S1包括如下步骤:S11:Alice将二进制机密信息比特b=(b1,b2,...,bN)分为N份,其中每份bi,i=1,

2,...,N均包含比特信息;

S12:Bob选择接收天线数量NB和Alice同时传输的调制符号流数N,其中1≤N≤NB-1,使得: MS=log2(NK);所述MS为通信所用的调制方式的星座信号阶数。

3.根据权利要求2所述的可对抗任意窃听天线数量的物理层安全传输方法,其特征在于,所述比特流bs的计算方法如下:

4.根据权利要求2所述的可对抗任意窃听天线数量的物理层安全传输方法,其特征在于,Alice接收到导频序列后,估计上行信道HBA,并转置得到下行信道 所述备选预编码空间W的计算方法如下:

5.根据权利要求2所述的可对抗任意窃听天线数量的物理层安全传输方法,其特征在于,每个所述密钥符号对应激活Bob的不同接收天线K={0,1,2,...,Nk-1},所有可能的天线组合以向量E进行表示。

6.根据权利要求5所述的可对抗任意窃听天线数量的物理层安全传输方法,其特征在于,所述密钥符号K∈K,根据K的值,选择E中的第K+1列作为E(:,K+1)发送预编码的选择基准。

7.根据权利要求6所述的可对抗任意窃听天线数量的物理层安全传输方法,其特征在于,选择W中对应E(:,K+1)的N个非零列向量为W(e)。

8.根据权利要求4或6所述的可对抗任意窃听天线数量的物理层安全传输方法,其特征在于,Alice利用W(e)预编码发送符号流s=(s1 ,..,sN) ,可表示为:其中I(e),表示E(:,K+1)中非零元素的

下标位置。

9.根据权利要求1所述的可对抗任意窃听天线数量的物理层安全传输方法,其特征在于,所述步骤S2还包括:S21:将加密后的比特流bs调制成待发送的符号流s=(s1,..,sN)。

10.根据权利要求1所述的可对抗任意窃听天线数量的物理层安全传输方法,其特征在于,Bob接收天线数量为NB,Bob接收到信号 后测量每根天线的信号加噪声强度SPN方法如下:αi=|yi|2,i=1,2,...NB;

所述步骤S4包括如下方法:

S41:Bob选择N个最大的αi,根据其下标得到观测e;

S42:根据观测e得到观测到的密钥符号K和密钥比特

S43:从观测e中N个非零元素对应的天线独立解调符号 得到解密后的密文比特流其中,所述步骤S5利用观测密钥比特 异或解密后的比特流 得到最终Alice想要传输的机密比特信息: