[发明专利]基于多时隙信道特征的物理层认证方法及装置

权利要求书

1.基于多时隙信道特征的物理层认证方法，其特征在于，包括：

发送方和接收方在应用层的认证通过的条件下，在信道的每个时隙，根据上个时隙的物理层特征信息和当前时隙的状态信息，进行所述发送方和接收方的物理层认证；包括：

所述发送方向所述接收方发送挑战信号，该挑战信号包括双方已协商的随机序列X_A和根据第n-1个时隙的物理层特征信息K_A(n-1)生成的母信息Z_A(n)；

所述接收方接收所述挑战信号之后，根据所述挑战信号和所述随机序列X_A进行信道估计，得到信道估计

所述接收方向所述发送方发送响应信号，该响应信号包括双方已协商的随机序列X_B和根据第n-1个时隙的物理层特征信息K_B(n-1)生成的母信息Z_B(n)；

所述发送方接收所述响应信号之后，根据所述响应信号和所述随机序列X_B进行信道估计，得到信道估计

所述发送方根据信道估计和母信息Z_A(n)，计算接收方区别度量；以及根据所述接收方区别度量，判断接收方的物理层认证是否通过；

响应于所述接收方的物理层认证通过，所述发送方向所述接收方发送应答信号；

所述接收方接收所述应答信号，根据信道估计和母信息Z_B(n)，计算发送方区别度量；以及根据所述发送方区别度量，判断发送方的物理层认证是否通过；

响应于所述发送方的物理层认证通过，所述接收方向所述发送方发送应答信号；以及根据第n-1个时隙的物理层特征信息和第n个时隙的状态信息，更新为第n个时隙的物理层特征信息；

发送方接收所述应答信号，根据第n-1个时隙的物理层特征信息和第n个时隙的状态信息，更新为第n个时隙的物理层特征信息；

响应于所述发送方和接收方在当前时隙的物理层认证通过，根据所述物理层特征信息和状态信息，更新得到当前时隙的物理层特征信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

响应于所述发送方和接收方在当前时隙的物理层认证未通过，重新对所述发送方和接收方进行应用层的认证；或者，

更新错误次数，当更新后的错误次数达到预设的容错阈值时，重新对所述发送方和接收方进行应用层的认证。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送方和接收方在应用层的认证通过之后，包括：

根据信道当前的状态信息，初始化起始时隙的物理层特征信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送方和接收方在同一个时隙的物理层特征信息相同。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据第n-1个时隙的物理层特征信息和第n个时隙的状态信息，更新为第n个时隙的物理层特征信息，包括：

根据第n-1个时隙的物理层特征信息和第n个时隙的状态信息，按照预定的映射函数，得到第n个时隙的物理层特征信息。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收方向发送方发送的应答信号中携带信道估计用于使得接收方和发送方具有一致的物理层特征信息。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送方根据信道估计和母信息Z_A(n)，计算接收方区别度量，包括：

根据所述信道估计确定估计的接收信号；

根据所述母信息Z_A(n)确定实际的接收信号；

根据所述估计的接收信号和实际的接收信号计算所述接收方区别度量。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述状态信息包括信道的增益、接收信号强度、幅度、相位、到达角、冲激响应、频域响应中的一种或几种。

9.基于多时隙信道特征的物理层认证装置，其特征在于，包括：

认证模块，用于发送方和接收方在应用层的认证通过的条件下，在信道的每个时隙，根据上个时隙的物理层特征信息和当前时隙的状态信息，进行所述发送方和接收方的物理层认证；包括：所述发送方向所述接收方发送挑战信号，该挑战信号包括双方已协商的随机序列X_A和根据第n-1个时隙的物理层特征信息K_A(n-1)生成的母信息Z_A(n)；所述接收方接收所述挑战信号之后，根据所述挑战信号和所述随机序列X_A进行信道估计，得到信道估计所述接收方向所述发送方发送响应信号，该响应信号包括双方已协商的随机序列X_B和根据第n-1个时隙的物理层特征信息K_B(n-1)生成的母信息Z_B(n)；所述发送方接收所述响应信号之后，根据所述响应信号和所述随机序列X_B进行信道估计，得到信道估计所述发送方根据信道估计和母信息Z_A(n)，计算接收方区别度量；以及根据所述接收方区别度量，判断接收方的物理层认证是否通过；响应于所述接收方的物理层认证通过，所述发送方向所述接收方发送应答信号；所述接收方接收所述应答信号，根据信道估计和母信息Z_B(n)，计算发送方区别度量；以及根据所述发送方区别度量，判断发送方的物理层认证是否通过；响应于所述发送方的物理层认证通过，所述接收方向所述发送方发送应答信号；以及根据第n-1个时隙的物理层特征信息和第n个时隙的状态信息，更新为第n个时隙的物理层特征信息；发送方接收所述应答信号，根据第n-1个时隙的物理层特征信息和第n个时隙的状态信息，更新为第n个时隙的物理层特征信息；

更新模块，用于响应于所述发送方和接收方在当前时隙的物理层认证通过，根据所述物理层特征信息和状态信息，更新得到当前时隙的物理层特征信息。