專利名稱：無(wú)線信道互易信息的提取和量化的相關(guān)方法、裝置及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無(wú)線信道互易信息的提取和量化的 相關(guān)方法、裝置及設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，存在一種保證通信安全的方法，主要包括以下步驟1)無(wú)線鏈路的通信雙 方分別進(jìn)行無(wú)線信道估計(jì)；幻從信道估計(jì)結(jié)果中提取出預(yù)定數(shù)量的信道信息；幻對(duì)本地提 取出的信道信息進(jìn)行糾錯(cuò)，得到與對(duì)方一致的信道信息；4)所述通信雙方分別利用所述提 取出的信道信息和糾錯(cuò)后得到的信道信息生成共享密鑰；5)利用所述共享密鑰進(jìn)行加密ififn。本文主要針對(duì)上述方法中的步驟2)，目前有如下實(shí)現(xiàn)方法一、直接量化信道相位在近年的論文中，有學(xué)者提出通信雙方各自直接對(duì)本地信道值的相位進(jìn)行量化， 從而獲得與對(duì)方一致的信道量化結(jié)果。如果在物理層輔助安全場(chǎng)景中，通信雙方直接對(duì)本地信道值進(jìn)行量化，那么將存 在以下問(wèn)題雖然物理信道可以具有互易性，但是實(shí)際通信系統(tǒng)中由于傳輸通道中包含天線、 中射頻等器件，所以傳輸信道是發(fā)射鏈路增益、物理信道、接收天線增益三者的乘積，而發(fā) 射天線增益與接收天線增益并不相同，因此實(shí)際通信系統(tǒng)中的傳輸信道不具有互易性。因 此，該技術(shù)方案雖然在理論上說(shuō)，可以使通信雙方利用信道互易性獲得相同的信道量化結(jié) 果，但是在實(shí)際系統(tǒng)中不可行。參見(jiàn)圖1，其是現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)際通信系統(tǒng)中雙向傳輸信道的構(gòu)成示意圖。如圖1所 示，雖然通信雙方A和B之間的物理信道具有互易性，收發(fā)經(jīng)歷的物理信道值都為H，但是 A的發(fā)射鏈路增益Κτχ,A和接收鏈路增益Κκχ,A并不相等，B的發(fā)射鏈路增益Κτχ,B和接收鏈路 增益Κκχ,B也不相等，所以從A到B的傳輸信道Hab = Ktx,a*H*Kkx,b與從B到A的傳輸信道Hba =Κτχ, b*H*Kkx, a并不相等，因此在實(shí)際系統(tǒng)中，A和B不能直接從各自獨(dú)立測(cè)量的傳輸信道 Hab和Hba中獲得相同的量化結(jié)果。方法二、量化編碼量化技術(shù)可以將連續(xù)值域的信號(hào)映射為離散值域的信號(hào)，包括標(biāo)量量化和矢量量 化兩大類。量化后采用編碼技術(shù)，可以有效地壓縮所需的比特?cái)?shù)量。此類技術(shù)較多地應(yīng)用 于信源編碼。現(xiàn)有量化技術(shù)主要針對(duì)單個(gè)信源進(jìn)行量化，希望量化后能夠以一定的近似程度恢 復(fù)出原信號(hào)。而在物理層輔助安全的場(chǎng)景下，要求對(duì)兩個(gè)高度相關(guān)的信源分別進(jìn)行量化，量 化后不再需要恢復(fù)出原信號(hào)，但是希望兩個(gè)信源產(chǎn)生的量化比特結(jié)果高度一致。如果將現(xiàn)有量化技術(shù)，直接用于物理層輔助安全的場(chǎng)景，那么將存在以下兩個(gè)問(wèn) 題
一、盡管通信雙方可能具有互易的信道，但是雙方具有不同的接收噪聲，因此，當(dāng) 雙方各自獨(dú)立地進(jìn)行量化時(shí)，如果信道值位于量化區(qū)間的邊界附近，那么雙方很容易受到 不同噪聲的影響而產(chǎn)生不同的量化比特。圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)的小誤差造成通信雙方在量化邊界處量化結(jié)果不一致的示 意圖，如圖2所示，假如通信雙方A和B之間的信道具有互易性，但某個(gè)信道值的相位在量 化區(qū)域的邊界附近，那么即使雙方的接收噪聲所造成的相位偏差S 9,和δ ΘΒ很小，A和 B也非常容易得到不一致的量化結(jié)果。二、在物理層輔助安全的應(yīng)用場(chǎng)景中，不希望被攻擊者獲知任何有關(guān)量化結(jié)果的 先驗(yàn)信息，因此要求量化后的每一個(gè)比特等概率地取值為0或1 ；而現(xiàn)有的量化技術(shù)沒(méi)有考 慮到這一特殊需要，主要從恢復(fù)信號(hào)后用戶體驗(yàn)到的失真小的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此不能很 好地滿足應(yīng)用場(chǎng)景的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種無(wú)線信道互易信息的提取和量化的相關(guān)方法、裝置及設(shè) 備，使得通信雙方各自在本地提取出與對(duì)方一致的無(wú)線信道互易量化信息，且不被攻擊者 獲知任何有關(guān)量化結(jié)果的先驗(yàn)信息。本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種無(wú)線信道互易信息提取的方法，應(yīng)用于通信雙方A、B之 間，所述方法包括通信方A、B分別在本地提取不同信道的信道估計(jì)結(jié)果，獲取所述信道估計(jì)結(jié)果的 線性加權(quán)函數(shù)相除后所得的商，將所述商或者所述商的函數(shù)作為反映無(wú)線信道互易性的變 量；通信方A采用一定的映射規(guī)則，對(duì)在本地獲取的作為反映無(wú)線信道互易性的變量 的商或商的函數(shù)，對(duì)所述反映無(wú)線信道互易性的變量進(jìn)行量化，獲得無(wú)線信道互易信息，并 且，通信方A將本地觀測(cè)值與量化區(qū)域中間值之間的誤差或所述誤差的函數(shù)發(fā)送給通信方 B ；通信方B利用所述誤差或所述誤差的函數(shù)，采用與通信方A —致的映射規(guī)則對(duì)在 本地獲取的所述反映無(wú)線信道互易性的變量進(jìn)行量化，獲得與通信方A —致的無(wú)線信道互易息ο本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種獲取反映無(wú)線信道互易性的變量的方法，應(yīng)用于通信雙 方Α、Β之間，所述方法包括通信方A、B分別在本地提取不同信道的信道估計(jì)結(jié)果，獲取所述信道估計(jì)結(jié)果的 線性加權(quán)函數(shù)相除后所得的商，將所述商或者所述商的函數(shù)作為反映無(wú)線信道互易性的變量。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種對(duì)反映無(wú)線信道互易性的變量進(jìn)行量化的方法，應(yīng)用 于通信方A和B之間，所述方法包括通信方A采用一定的映射規(guī)則，對(duì)在本地獲取的所述反映無(wú)線信道互易性的變量 進(jìn)行量化，獲得無(wú)線信道互易信息，并且，通信方A將本地觀測(cè)值與量化區(qū)域中間值之間的 誤差或所述誤差的函數(shù)發(fā)送給通信方B ；通信方B利用所述誤差或所述誤差的函數(shù)，采用與通信方A —致的映射規(guī)則對(duì)在9本地獲取的所述反映無(wú)線信道互易性的變量進(jìn)行量化，獲得與通信方A—致的無(wú)線信道互易信息。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種無(wú)線信道互易信息提取的裝置，包括通信方A和通信 方B，所述通信方A和通信方B均包括變量獲取模塊，用于提取不同信道的信道估計(jì)結(jié)果，獲取所述信道估計(jì)結(jié)果的線 性加權(quán)函數(shù)相除后所得的商，將所述商或者所述商的函數(shù)作為反映無(wú)線信道互易性的變 量；所述通信方A還包括第一量化模塊，用于通信方A采用一定的映射規(guī)則，對(duì)在本地獲取的所述反映無(wú) 線信道互易性的變量進(jìn)行量化，獲得無(wú)線信道互易信息，并且，通信方A將本地觀測(cè)值與量 化區(qū)域中間值之間的誤差或所述誤差的函數(shù)發(fā)送給通信方B ；所述通信方B還包括
第二量化模塊，用于通信方B利用所述誤差或所述誤差的函數(shù)，采用與通信方A — 致的映射規(guī)則對(duì)在本地獲取的所述反映無(wú)線信道互易性的變量進(jìn)行量化，獲得與通信方A 一致的無(wú)線信道互易信息。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種獲取反映無(wú)線信道互易性的變量的裝置，包括變量獲取模塊，用于提取不同信道的信道估計(jì)結(jié)果，獲取所述信道估計(jì)結(jié)果的線 性加權(quán)函數(shù)相除后所得的商，將所述商或者所述商的函數(shù)作為反映無(wú)線信道互易性的變量。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種對(duì)反映無(wú)線信道互易性的變量進(jìn)行量化的裝置，包括 通信方A和B，所述通信方A包括第一量化模塊，用于通信方A采用一定的映射規(guī)則，對(duì)在本地獲取的所述反映無(wú) 線信道互易性的變量進(jìn)行量化，獲得無(wú)線信道互易信息，并且，通信方A將本地觀測(cè)值與量 化區(qū)域中間值之間的誤差或所述誤差的函數(shù)發(fā)送給通信方B ；所述通信方B包括第二量化模塊，用于通信方B利用所述誤差或所述誤差的函數(shù)，采用與通信方A — 致的映射規(guī)則對(duì)在本地獲取的所述反映無(wú)線信道互易性的變量進(jìn)行量化，獲得與通信方A 一致的無(wú)線信道互易信息。本發(fā)明實(shí)施例還提供了 一種通信設(shè)備，包括變量獲取模塊，用于提取不同信道的信道估計(jì)結(jié)果，獲取所述信道估計(jì)結(jié)果的線 性加權(quán)函數(shù)相除后所得的商，將所述商或者所述商的函數(shù)作為反映無(wú)線信道互易性的變 量；量化參數(shù)設(shè)定模塊，用于在所述通信設(shè)備作為發(fā)送方時(shí)，輸出默認(rèn)缺省量化參數(shù) 給量化計(jì)算模塊，在所述通信設(shè)備作為接收方時(shí)，根據(jù)接收到的誤差或所述誤差的函數(shù)作 為輸入，輸出調(diào)整后的量化參數(shù)給量化計(jì)算模塊；量化計(jì)算模塊，用于根據(jù)接收到的默認(rèn)缺省量化參數(shù)或調(diào)整后的量化參數(shù)，采用 一定的映射規(guī)則對(duì)在本地獲取的所述反映無(wú)線信道互易性的變量進(jìn)行量化，獲得無(wú)線信道 互易信息。
通過(guò)采用本發(fā)明技術(shù)方案，可以在實(shí)際系統(tǒng)中的通信設(shè)備不支持天線校準(zhǔn)的情況 下，或者通信設(shè)備只具備一部分相對(duì)校準(zhǔn)能力的情況下，讓通信雙方能夠有效地利用物理 信道的互易性，提取出相互一致的信息；由于通信雙方的量化區(qū)間位置與觀測(cè)到的樣本相 關(guān)聯(lián)，保證了發(fā)送方觀測(cè)到的樣本不在接收方的相位量化區(qū)間的邊界處，所以克服了小誤 差造成雙方在量化邊界處的量化結(jié)果不一致的問(wèn)題；再有，通信雙方在空中傳輸?shù)牧炕瘏?數(shù)有關(guān)的誤差信息，與發(fā)送方觀測(cè)樣本位于哪一個(gè)量化區(qū)間無(wú)關(guān)，即該空中暴露的信息與 發(fā)送方的量化結(jié)果無(wú)關(guān)，所以不會(huì)向竊聽(tīng)者暴露任何有關(guān)量化結(jié)果的信息，從而能夠保證 物理層輔助安全方案所要求的安全性。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)際通信系統(tǒng)中雙向傳輸信道的構(gòu)成示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)的小誤差造成通信雙方在量化邊界處量化結(jié)果不一致的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線信道互易信息提取的方法流程圖；圖4所示為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通信雙方對(duì)互易性變量的相位量化方法示意圖， 其中，圖4(a)為發(fā)送方對(duì)互易性變量的相位量化方法示意圖，圖4(b)和圖4(c)為接收方 對(duì)互易性變量的相位量化方法示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)送方對(duì)互易性變量的幅度量化方法示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的接收方對(duì)互易性變量的幅度量化方法示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線信道互易信息提取的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的獲取反映無(wú)線信道互易性的變量的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)反映無(wú)線信道互易性的變量進(jìn)行量化的裝置結(jié)構(gòu) 示意圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種通信設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。參見(jiàn)圖3，其是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線信道互易信息提取的方法流程圖，本實(shí)施 例中包括通信雙方A、B，具體步驟為步驟301，通信方A、B分別在本地提取不同信道的信道估計(jì)結(jié)果，獲取所述信道估 計(jì)結(jié)果的線性加權(quán)函數(shù)相除后所得的商，將所述商或者所述商的函數(shù)作為反映無(wú)線信道互 易性的變量；步驟302，通信方A采用一定的映射規(guī)則，對(duì)在本地獲取的所述反映無(wú)線信道互易11性的變量進(jìn)行量化，獲得無(wú)線信道互易信息，并且，通信方A將本地觀測(cè)值與量化區(qū)域中間 值之間的誤差或所述誤差的函數(shù)發(fā)送給通信方B ；上述本地觀測(cè)值與量化區(qū)域中間值均是對(duì)所述反映無(wú)線信道互易性的變量進(jìn)行 量化，獲得無(wú)線信道互易信息的計(jì)算過(guò)程中所用到的信息。步驟303，通信方B利用所述誤差或所述誤差的函數(shù)，采用與通信方A —致的映射 規(guī)則對(duì)在本地獲取的所述反映無(wú)線信道互易性的變量進(jìn)行量化，獲得與通信方A —致的無(wú) 線信道互易信息。通過(guò)采用本發(fā)明技術(shù)方案，可以在實(shí)際系統(tǒng)中的通信設(shè)備不支持天線校準(zhǔn)的情況 下，或者通信設(shè)備只具備一部分相對(duì)校準(zhǔn)能力的情況下，讓通信雙方能夠有效地利用物理 信道的互易性，提取出相互一致的信息；由于通信雙方的量化區(qū)間位置與觀測(cè)到的樣本相 關(guān)聯(lián)，保證了發(fā)送方觀測(cè)到的樣本不在接收方的相位量化區(qū)間的邊界處，所以克服了小誤 差造成雙方在量化邊界處的量化結(jié)果不一致的問(wèn)題；再有，通信雙方在空中傳輸?shù)牧炕瘏?數(shù)有關(guān)的誤差信息，與發(fā)送方觀測(cè)樣本位于哪一個(gè)量化區(qū)間無(wú)關(guān)，即該空中暴露的信息與 發(fā)送方的量化結(jié)果無(wú)關(guān)，所以不會(huì)向竊聽(tīng)者暴露任何有關(guān)量化結(jié)果的信息，從而能夠保證 物理層輔助安全方案所要求的安全性。下面具體說(shuō)明上述步驟的實(shí)現(xiàn)過(guò)程設(shè)通信雙方A和B分別使用M和N個(gè)天線，進(jìn)行了 K次不相關(guān)信道估計(jì)，A的第m 個(gè)(1彡m彡M)天線發(fā)送，B的第η個(gè)(1彡η彡N)天線接收，第k個(gè)(1彡k彡K)時(shí)刻的 信道樣本值為Hab (m, n, k) = Ta(m) H(m, η, k) Rb (η)其中，TA(m)為A的第m個(gè)天線的發(fā)送增益，&(η)為B的第η個(gè)天線的接收增益， H(m，n，k)為相應(yīng)的具有互易性的物理信道值。A的第m個(gè)天線接收，B的第η個(gè)天線發(fā)送，第k個(gè)時(shí)刻的信道樣本值為Hba (m, n, k) = Ra(m) H(m, η, k) Tb (η)其中，I A(m)為A的第m個(gè)天線的接收增益，Tb(η)為B的第η個(gè)天線的發(fā)送增益， H(m，n，k)為相應(yīng)的具有互易性的物理信道值。下面對(duì)步驟301所涉及的各種情況分別說(shuō)明1、如果通信雙方均不支持天線校準(zhǔn)，且進(jìn)行了 K次不相關(guān)信道估計(jì)，在雙方進(jìn)行K 次不相關(guān)信道估計(jì)的期間，收發(fā)機(jī)的發(fā)送增益和接收增益基本沒(méi)有變化，則提取不同時(shí)刻 的信道估計(jì)結(jié)果；此時(shí)，步驟301中所述信道估計(jì)結(jié)果的線性加權(quán)函數(shù)相除后所得的商為對(duì)于通信方A κλΣ a(m, η, k, j)H ΒΑ (m, η, k)xA(m,n,j) = ^f----(1)Yj b(m, η, k, j)HBA (m, η, k)k=\對(duì)于通信方B
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線信道互易信息提取的方法，應(yīng)用于通信雙方A、B之間，其特征在于，所述方 法包括通信方A、B分別在本地提取不同信道的信道估計(jì)結(jié)果，獲取所述信道估計(jì)結(jié)果的線性 加權(quán)函數(shù)相除后所得的商，將所述商或者所述商的函數(shù)作為反映無(wú)線信道互易性的變量；通信方A采用一定的映射規(guī)則，對(duì)在本地獲取的所述反映無(wú)線信道互易性的變量進(jìn)行 量化，獲得無(wú)線信道互易信息，并且，通信方A將本地觀測(cè)值與量化區(qū)域中間值之間的誤差 或所述誤差的函數(shù)發(fā)送給通信方B ；通信方B利用所述誤差或所述誤差的函數(shù)，采用與通信方A —致的映射規(guī)則對(duì)在本地 獲取的所述反映無(wú)線信道互易性的變量進(jìn)行量化，獲得與通信方A—致的無(wú)線信道互易信 肩、ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果通信雙方均不支持天線校準(zhǔn)，且進(jìn)行 了 K次不相關(guān)信道估計(jì)，則提取不同時(shí)刻的信道估計(jì)結(jié)果；所述信道估計(jì)結(jié)果的線性加權(quán)函數(shù)相除后所得的商為對(duì)于通信方A κ^Yj a{m, η, k, j)HRA (m, η, k)xA O，J) = iF---X b(m, n, k, j)HBA (m,n,k)k=\對(duì)于通信方B κ八χ a(m, η, k, j)H AR (m, η, k)Xb {m, η, j) 二 號(hào)---Σ b(m, η, k, j)HAB (m, η, k)k=\其中，通信雙方A和B分別使用M和N個(gè)天線，進(jìn)行了 K次不相關(guān)信道估計(jì)，^ca(m,n, j) 和&(!11，η, j)分別為通信方A和B根據(jù)信道估計(jì)結(jié)果的線性加權(quán)函數(shù)相除后所得的商，該 商是與A的第m個(gè)天線、B的第η個(gè)天線所對(duì)應(yīng)的第j個(gè)基本變量，且1 < j < K-I ；a(m, η, k，j)和b(m，η, k，j)分別為分子和分母中對(duì)K個(gè)時(shí)刻的信道估計(jì)結(jié)果進(jìn)行線性組合時(shí) 所使用的加權(quán)系數(shù)；片⑽如, A:)和應(yīng)分別通信方A和B對(duì)于A的第m個(gè)天線、B的 第η個(gè)天線、第k次不相關(guān)信道估計(jì)的結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果通信雙方中的一方實(shí)現(xiàn)了天線相對(duì) 校準(zhǔn)，則提取不同天線的信道估計(jì)值；所述信道估計(jì)結(jié)果的線性加權(quán)函數(shù)相除后所得的商為對(duì)于通信方A Nλ^ d(m, η, k, )ΗBA (m, n，k)(m,k, 0 二 與-:-Σ cim, η, k, ι)ΗΒΑ (m, η, k)η=\對(duì)于通信方B
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，如果通信雙方中一方的多個(gè)天線僅實(shí)現(xiàn) 了幅度相對(duì)校準(zhǔn)，則所述信道估計(jì)結(jié)果的線性加權(quán)函數(shù)相除后所得的商的函數(shù)為對(duì)于通信方A
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，如果通信雙方中一方的多個(gè)天線僅實(shí)現(xiàn) 了相位相對(duì)校準(zhǔn)，則所述信道估計(jì)結(jié)果的線性加權(quán)函數(shù)相除后所得的商的函數(shù)為對(duì)于通信方A
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果通信雙方中的一方實(shí)現(xiàn)了天線相對(duì) 校準(zhǔn)，且進(jìn)行了 K次不相關(guān)信道估計(jì)，則提取不同時(shí)刻不同天線的信道估計(jì)值； 所述信道估計(jì)結(jié)果的線性加權(quán)函數(shù)相除后所得的商為 對(duì)于通信方A
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一所述的方法，其特征在于，如果對(duì)所述反映無(wú)線信道互易 性的變量進(jìn)行相位量化，則所述通信方A在本地對(duì)所述反映無(wú)線信道互易性的變量進(jìn)行量 化，獲得無(wú)線信道互易信息的步驟包括通信方A將相位的值域均勻的分割為2Q個(gè)量化區(qū)間，并將這2Q個(gè)量化區(qū)間映射為20種 不同的Q比特量化結(jié)果，使得任意兩個(gè)相鄰的量化區(qū)間所映射的Q比特量化結(jié)果之間只有 一位比特不同，從而獲得Q個(gè)量化比特的無(wú)線信道互易信息；所述本地觀測(cè)值與量化區(qū)域中間值之間的誤差為角度信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一所述的方法，其特征在于，如果對(duì)所述反映無(wú)線信道互易 性的變量進(jìn)行幅度量化，則所述通信方A在本地對(duì)所述反映無(wú)線信道互易性的變量進(jìn)行量 化，獲得無(wú)線信道互易信息的步驟包括通信方A對(duì)幅度累計(jì)概率密度函數(shù)的值域進(jìn)行均勻分割，將分割所得到的函數(shù)值域區(qū) 間，映射為所述變量觀測(cè)值的量化區(qū)間，在所述變量觀測(cè)值的量化區(qū)間對(duì)幅度進(jìn)行量化；使 得任意兩個(gè)相鄰的量化區(qū)間所映射的Q比特量化結(jié)果之間只有一位比特不同，從而獲得Q 個(gè)量化比特的無(wú)線信道互易信息；或者，通信方A對(duì)幅度累計(jì)概率密度函數(shù)的值域進(jìn)行均勻分割，在分割所得到的函數(shù)值域區(qū) 間對(duì)幅度進(jìn)行量化；使得任意兩個(gè)相鄰的量化區(qū)間所映射的Q比特量化結(jié)果之間只有一位 比特不同，從而獲得Q個(gè)量化比特的無(wú)線信道互易信息；所述本地觀測(cè)值與量化區(qū)域中間值之間的誤差為幅度信息。
9.一種獲取反映無(wú)線信道互易性的變量的方法，應(yīng)用于通信雙方A、B之間，其特征在 于，所述方法包括通信方A、B分別在本地提取不同信道的信道估計(jì)結(jié)果，獲取所述信道估計(jì)結(jié)果的線性 加權(quán)函數(shù)相除后所得的商，將所述商或者所述商的函數(shù)作為反映無(wú)線信道互易性的變量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，如果通信雙方均不支持天線校準(zhǔn)，且進(jìn)行了 K次不相關(guān)信道估計(jì)，則提取不同時(shí)刻的信道估計(jì)結(jié)果； 所述信道估計(jì)結(jié)果的線性加權(quán)函數(shù)相除后所得的商為對(duì)于通信方A
11.一種對(duì)反映無(wú)線信道互易性的變量進(jìn)行量化的方法，應(yīng)用于通信方A和B之間，其 特征在于，所述方法包括通信方A采用一定的映射規(guī)則，對(duì)在本地獲取的所述反映無(wú)線信道互易性的變量進(jìn)行 量化，獲得無(wú)線信道互易信息，并且，通信方A將本地觀測(cè)值與量化區(qū)域中間值之間的誤差 或所述誤差的函數(shù)發(fā)送給通信方B ；通信方B利用所述誤差或所述誤差的函數(shù)，采用與通信方A —致的映射規(guī)則對(duì)在本地 獲取的所述反映無(wú)線信道互易性的變量進(jìn)行量化，獲得與通信方A—致的無(wú)線信道互易信 肩、ο
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述反映無(wú)線信道互易性的變 量進(jìn)行的量化包括相位量化，或幅度量化。
13.一種無(wú)線信道互易信息提取的裝置，包括通信方A和通信方B，其特征在于，所述通 信方A和通信方B均包括變量獲取模塊，用于提取不同信道的信道估計(jì)結(jié)果，獲取所述信道估計(jì)結(jié)果的線性加 權(quán)函數(shù)相除后所得的商，將所述商或者所述商的函數(shù)作為反映無(wú)線信道互易性的變量；所述通信方A還包括第一量化模塊，用于通信方A采用一定的映射規(guī)則，對(duì)在本地獲取的所述反映無(wú)線信 道互易性的變量進(jìn)行量化，獲得無(wú)線信道互易信息，并且，通信方A將本地觀測(cè)值與量化區(qū) 域中間值之間的誤差或所述誤差的函數(shù)發(fā)送給通信方B ；所述通信方B還包括第二量化模塊，用于通信方B利用所述誤差或所述誤差的函數(shù)，采用與通信方A —致的 映射規(guī)則對(duì)在本地獲取的所述反映無(wú)線信道互易性的變量進(jìn)行量化，獲得與通信方A —致 的無(wú)線信道互易信息。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，如果對(duì)所述反映無(wú)線信道互易性的變 量進(jìn)行相位量化，則所述第一量化模塊包括相位值域分割模塊，用于通信方A將相位的值域均勻的分割為2Q個(gè)量化區(qū)間， 第一映射模塊，用于將所述2Q個(gè)量化區(qū)間映射為2Q種不同的Q比特量化結(jié)果，使得任 意兩個(gè)相鄰的量化區(qū)間所映射的Q比特量化結(jié)果之間只有一位比特不同，從而獲得Q個(gè)量 化比特的無(wú)線信道互易信息。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，如果對(duì)所述反映無(wú)線信道互易性的變 量進(jìn)行幅度量化，則所述第一量化模塊包括幅度值域分割模塊，用于通信方A對(duì)幅度累計(jì)概率密度函數(shù)的值域進(jìn)行均勻分割， 第二映射模塊，用于將分割所得到的函數(shù)值域區(qū)間，映射為所述變量觀測(cè)值的量化區(qū) 間，在所述變量觀測(cè)值的量化區(qū)間對(duì)幅度進(jìn)行量化；使得任意兩個(gè)相鄰的量化區(qū)間所映射 的Q比特量化結(jié)果之間只有一位比特不同，從而獲得Q個(gè)量化比特的無(wú)線信道互易信息； 或者，則所述第一量化模塊包括幅度值域分割模塊，用于通信方A對(duì)幅度累計(jì)概率密度函數(shù)的值域進(jìn)行均勻分割， 第三映射模塊，用于在所述分割所得到的函數(shù)值域區(qū)間對(duì)幅度進(jìn)行量化；使得任意兩 個(gè)相鄰的量化區(qū)間所映射的Q比特量化結(jié)果之間只有一位比特不同，從而獲得Q個(gè)量化比 特的無(wú)線信道互易信息。
16.一種獲取反映無(wú)線信道互易性的變量的裝置，其特征在于，包括變量獲取模塊，用于提取不同信道的信道估計(jì)結(jié)果，獲取所述信道估計(jì)結(jié)果的線性加 權(quán)函數(shù)相除后所得的商，將所述商或者所述商的函數(shù)作為反映無(wú)線信道互易性的變量。
17.一種對(duì)反映無(wú)線信道互易性的變量進(jìn)行量化的裝置，包括通信方A和B，其特征在于，所述通信方A包括第一量化模塊，用于通信方A采用一定的映射規(guī)則，對(duì)在本地獲取的所述反映無(wú)線信 道互易性的變量進(jìn)行量化，獲得無(wú)線信道互易信息，并且，通信方A將本地觀測(cè)值與量化區(qū) 域中間值之間的誤差或所述誤差的函數(shù)發(fā)送給通信方B ； 所述通信方B包括第二量化模塊，用于通信方B利用所述誤差或所述誤差的函數(shù)，采用與通信方A —致的 映射規(guī)則對(duì)在本地獲取的所述反映無(wú)線信道互易性的變量進(jìn)行量化，獲得與通信方A —致 的無(wú)線信道互易信息。
18.—種通信設(shè)備，其特征在于，包括變量獲取模塊，用于提取不同信道的信道估計(jì)結(jié)果，獲取所述信道估計(jì)結(jié)果的線性加 權(quán)函數(shù)相除后所得的商，將所述商或者所述商的函數(shù)作為反映無(wú)線信道互易性的變量；量化參數(shù)設(shè)定模塊，用于在所述通信設(shè)備作為發(fā)送方時(shí)，輸出默認(rèn)缺省量化參數(shù)給量 化計(jì)算模塊，在所述通信設(shè)備作為接收方時(shí)，根據(jù)接收到的誤差或所述誤差的函數(shù)作為輸 入，輸出調(diào)整后的量化參數(shù)給量化計(jì)算模塊；量化計(jì)算模塊，用于根據(jù)接收到的默認(rèn)缺省量化參數(shù)或調(diào)整后的量化參數(shù)，采用一定 的映射規(guī)則，對(duì)在本地獲取的所述反映無(wú)線信道互易性的變量進(jìn)行量化，獲得無(wú)線信道互信息。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了無(wú)線信道互易信息的提取和量化的相關(guān)方法、裝置及設(shè)備，應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)方案，可以在實(shí)際系統(tǒng)中的通信設(shè)備不支持天線校準(zhǔn)的情況下，或者通信設(shè)備只具備一部分相對(duì)校準(zhǔn)能力的情況下，讓通信雙方能夠有效地利用物理信道的互易性，提取出相互一致的信息；由于通信雙方的量化區(qū)間位置與觀測(cè)到的樣本相關(guān)聯(lián)，保證了發(fā)送方觀測(cè)到的樣本不在接收方的相位量化區(qū)間的邊界處，所以克服了小誤差造成雙方在量化邊界處的量化結(jié)果不一致的問(wèn)題；再有，通信雙方在空中傳輸?shù)牧炕瘏?shù)有關(guān)的誤差信息，該空中暴露的信息與發(fā)送方的量化結(jié)果無(wú)關(guān)，所以不會(huì)向竊聽(tīng)者暴露任何有關(guān)量化結(jié)果的信息，從而能夠保證物理層輔助安全方案所要求的安全性。
文檔編號(hào)H04W28/04GK102056230SQ200910211249
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日
發(fā)明者戎璐, 梁文亮, 黃罡 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司