一种联合聚类和小波变换的物理层密钥增强方案制造技术

本发明专利技术公开了一种联合聚类和小波变换的物理层密钥增强方案，属于无线信道物理层密钥生成技术领域；该物理层密钥增强方案包括以下步骤：步骤S1：发送方Alice和接收方Bob互相发送探测序列；步骤S2：在接收端提取接收序列中的幅度信息作为信道特征值，通过小波变换结合K均值聚类算法，对信道特征值进行预处理；步骤S3：对预处理后的信道特征值进行等概率量化生成密钥。本发明专利技术通过利用小波变换中噪声信息分布在高频小波系数的特点，联合K均值聚类方法有效的滤除特征值中的噪声信息，保留有效信息，从而实现降低密钥不一致率的目的，增强密钥的可靠性。钥的可靠性。钥的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种联合聚类和小波变换的物理层密钥增强方案


[0001]本专利技术属于无线信道物理层密钥生成
，具体涉及一种联合聚类和小波变换的物理层密钥增强方案。

技术介绍

[0002]微无线信道物理层密钥生成技术是合法通信双方利用半双工(TDD)模式下信道的互易性，基于信道特征生成密钥的一种技术，主要分为信道探测，预处理，量化，密钥协商和保密增强五个步骤。该技术利用无线信道的特征提取密钥，实现了对合法通信方的通信内容加密，解决了传统方式密钥管理的困难，降低了密钥分配、更新的难度，同时避免了密钥分发的过程，解决了无线信道的开放特性带来的安全问题。
[0003]预处理阶段是物理层密钥生成技术重要的一部分，主要完成的是通信双方将信道探测阶段提取的特征值进行处理，去除噪声环境对特征值的影响，增强后续量化阶段生成的密钥的可靠性。
[0004]聚类是一个将数据集中在某些方面相似的数据成员进行分类组织的过程。K均值聚类是最著名的划分聚类算法，由于简洁和效率使得他成为所有聚类算法中最广泛使用的。给定一个数据点集合和需要的聚类数目K，K均值算法根据某个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种联合聚类和小波变换的物理层密钥增强方案，其特征在于：该物理层密钥增强方案包括以下步骤：步骤S1：发送方Alice和接收方Bob互相发送探测序列；步骤S2：在接收端提取接收序列中的幅度信息作为信道特征值，通过小波变换结合K均值聚类算法，对信道特征值进行预处理；步骤S3：对预处理后的信道特征值进行等概率量化生成密钥。2.根据权利要求1所述的一种联合聚类和小波变换的物理层密钥增强方案，其特征在于：所述步骤S2中小波变换为一种时频域分析方法，具有多分辨分析的特点，将信号分解成多个尺度下不同时间的小波函数的拟合。3.根据权利要求1所述的一种联合聚类和小波变换的物理层密钥增强方案，其特征在于：所述步骤S2中通过小波变换结合K均值聚类算法，对信道特征值进行预处理具体包括以下步骤：步骤S2
‑
1：将信道特征值矩阵分成K个子块通过将按列堆叠后重组，重组后的矩阵步骤S2
‑
2：将重组后的矩阵H进行多级小波分解，得到近似系数{c
J,k
}以及各层小波系数{{d
1,k
},{d
2,k
},
…
,{d
J,k
}}；步骤S2
‑
3：构建第1层小波系数序列的特征量T1＝{d
1,1
,d
1,2
,
…
,d
1,k
}；步骤S2
‑
4：生成基于小波系数序列的子序列，L1＝{d
1,k
,d
1,k
‑1,
…
,d
1,1
},L2＝{d
1,k
,d
1,k
‑1,
…
,d
1,2
}，
…
，L
i
＝{d
1,k
,d
1,k
‑1,
…
,d
1,i
}，
…
,L
k
＝{d
1,k
}；步骤S2
‑
5：计算各个子序列L
i
的标准差STD
i
，并构建小波系数序列的另一个特征量T2，T2＝{STD1,STD2,
…
,STD
k
}；步骤S2
‑
6：采用K均值聚类算法对小波系数序列的两个特征量构成的样本集合[T1,T2]进行分类，得到包含噪声较多和较少的两类，选择保留包含噪声较少的一类中的小波系数，滤去另一类中的小波系数，得到处理后的第一层小波系数{d
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴游，张齐亮，王宜涛，王淞平，吴江稳，柳颖，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：