一种基于共轭预编码的多用户MIMO对称信道特征获取方法技术

本发明专利技术公开了一种基于共轭预编码的多用户MIMO对称信道特征获取方法，用户终端选择一根天线发送一段具有高随机性的私有信息给基站设备，基站设备将接收到的信号进行共轭预编码，再叠加上自己的私有信息，发送给用户终端。通过本发明专利技术方法，通信双方可以得到对称的、融合了双方私有信息的无线信道特征，从而生成具有高随机性的、对称的密钥。将私有信息作为信道探测信号可以避免导频攻击，同时提高所生成密钥的随机性和更新速率；通过共轭预编码，基站设备不需要估计信道状态信息也能获得多天线阵列的聚焦效果，用户终端可以检验整个信号交互过程是否受到攻击或干扰。本发明专利技术可以提高用无线信道特征生成密钥技术的安全性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于共轭预编码的多用户MIMO对称信道特征获取方法
本专利技术涉及一种对称信道特征获取方法，尤其涉及一种基于共轭预编码的多用户MIMO对称信道特征获取方法。
技术介绍
多用户MIMO是5G的核心技术之一，通过在基站使用大量天线实现信道容量的大幅增长，可以在同一频段上同时服务多个用户。相应地，基于天线阵列的聚焦效果，用户终端设备只需要配备少量天线，降低了用户终端的成本和功耗。由于无线信道的开放性，无线通信系统容易受到窃听和攻击。基于无线信道特征生成密钥是一种物理层安全技术。由于无线信道具有短时互易性，通信双方可以从相互测量的信道特征里提取对称密钥，节省了传统密钥分发的开销，降低了密钥泄露的风险。在多用户MIMO系统中，如果通信双方使用已知的导频信号进行信道探测，很容易受到攻击者的导频污染攻击，导致密钥泄露或合法用户测得的密钥不一致。在专利申请201510155460.6中，申请者提出了一种在单天线体制下融合通信双方的私有信息进行共享密钥的方法。通信双方发送的不是已知的导频信号，而是各自生成的私有密钥信息。然而，该方法主要针对单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于共轭预编码的多用户MIMO对称信道特征获取方法，该多用户MIMO包括含有M根天线B

【技术特征摘要】
1.一种基于共轭预编码的多用户MIMO对称信道特征获取方法，该多用户MIMO包括含有M根天线B1，B2…BM的基站设备B、含有Nk根天线的K个用户终端设备U1，U2…UK，M和K分别大于或等于1；其特征在于，该方法包括步骤：
(1)用户终端设备Uk选择Nk根天线中的某一根天线，向基站设备B通过随机数发生器发送一段私有信息P；
(2)基站设备B通过M根天线接收用户终端设备Uk发来的M路信号X＝[X1，X2…XM]；
(3)基站设备B选择M根天线中的R根天线，R小于或等于M，合并R路用户信号X(1)，X(2)…X(R)，得到其中Wr为实数，Wr的值由所采用的共轭预编码决定；
(4)基站设备B生成私有信息Q，对应使用所选出的R根天线向用户终端设备Uk发送信号其中表示的相位信息，为X(r)的共轭，r＝1，2，...，R；
(5)用户终端设备Uk接收基站设备B发来的信号Y；
(6)基站设备B得到融合了用户终端设备Uk和基站设备B的私有信息的信道特征
(7)用户终端设备Uk根据接收到的信号Y和自己的私有信息P，基于信道的互易性，得到对称的信道特征PY，


2.根据权利要求1所述的基于共轭预编码的多用户MIMO对称信道特征获取方法，其特征在于，所述多用户MIMO含有Nk根天线，Nk为1或2。


3.根据权利要求1所述的基于共轭预编码的多用户MIMO对称信道特征获取方法，其特征在于，步骤(3)中，所述基站设备B选择M根天线中的R根天线具体为：随机选择M根天线中的R根天线；或基于M根天线测量的结果[X1，X2…XM]，选择R根天线组合。

【专利技术属性】
技术研发人员：付华，彭林宁，胡爱群，
申请(专利权)人：东南大学，网络通信与安全紫金山实验室，
类型：发明
国别省市：江苏;32