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一种无线信道密钥容量求解方法
【作者】 蔡文炳 [1,2] ; 付红双 [2] ; 张水莲 [2] ; 孙有铭 [2] ; 于大鹏 [2]
【关键词】 无线信道 密钥生成 密钥容量 相干载波
【摘要】为了准确求解合法通信双方利用无线信道生成共享密钥的容量,借助于瑞利衰落统计模型和互易性对无线信道进行建模,得到合法双方接收信号的统计分布;通过对统计分布进行雅克比变换分别推导出双方包络的联合分布和相位的联合分布,进而通过互信息公式求解出相应的两个密钥容量表达式.利用窄带信道的互易性,提出了一种发送信号为非相干载波的密钥生成协议,合法双方在相干时间内以时分双工（TDD）方式对无线信道进行多载波探测,双方分别利用接收信号包络、相位信息生成密钥,将两密钥去除相关性后拼接起来作为最终的密钥以用于安全通信.该协议能够同时利用接收信号的包络和相位信息,且密钥容量与非相干载波的个数成正比.仿真结果表明：分别基于信号包络、相位信息生成的密钥存在相关性;仅由包络和相位信息生成密钥并未充分利用信道特性信息,当信噪比为10 dB时,利用接收信号包络、相位的密钥容量的数值求和比利用接收信号的密钥容量低0.3 b/s.
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