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本发明公开了一种基于多级软信息与自适应码率的密钥生成方法及相关装置，属于无线通信技术领域，包括：根据所述发送端估计得到的若干信道状态信息计算信道质量指标，根据所述信道质量指标确定编码方式；生成发送端的信道软信息序列及接收端的信道软信息序列；获取发送端的密钥，根据确定得到的编码方式对所述发送端的密钥进行编码，得到码字，根据所述发送端的信道软信息序列，逐比特遍历码字，生成码字对齐表T；根据接收端的信道软信息序列及码字对齐表T生成接收端的密钥，该方法及相关装置能够生成密钥，且具有资源利用率以及密钥生成速率较高的特点。

本申请公开了一种非视距物理层安全传输方法、装置及存储介质，涉及无线通信技术领域，解决了现有技术中发射机与期望用户之间直传链路通信效果差，甚至不存在直传链路时的安全通信问题。该方法包括：建立智能超表面辅助的频控阵系统，并分别计算发射机对期望用户、智能超表面对期望用户和发射机对智能超表面的导向矢量；获取期望用户和窃听者接收到的信号并进行分析，确定分析结果并设计发射波束成形矢量和智能超表面反射系数矩阵；计算人工噪声投影矩阵；根据上述计算结果发送码元信息。该方法实现了在不增加系统带宽的情况下，能够达到发射机和期望用户进行直传链路安全通信、点型波束能量更加集中以及旁瓣能量更低的效果。

本发明涉及一种基于信道特征的密钥生成方法，解决现有密钥生成方法无法适用于静态无线环境以及不抗主动攻击的缺陷。本发明方法首先进行随机信号传输，合法通信双方终端A和B各自产生随机信号，并发送给对方；终端A和B收到来自对方随机信号后，生成用于产生共享密钥的初始随机密钥源；终端A和B对生成的初始密钥序列和进行一致性协商，去除或纠正初始密钥序列中的不一致比特，获得一致的密钥序列；最后终端A和B利用保密增强协议，对得到的一致密钥序列进行处理，得到高度保密的最终密钥。本发明在不需要双方信道估计的条件下，提高了密钥的生成速率和密钥的安全性，既适用于静态网络环境，也适用于动态网络环境。

本发明公开了一种在通信过程中同时实现物理层密钥分发的方法，具体为Alice随机生成密钥比特，将密钥比特映射为密钥符号，每个密钥符号对应一种激活Bob不同接收天线的矢量；Alice选择当前密钥符号对应激活矢量的预编码发送m个不同的数据调制符号；Bob测量每根天线的平均信号强度或信噪比估计天线矢量，通过逆映射得到密钥符号与密钥比；Bob在每根激活天线依次解调得到数据符号。本发明能够使得密钥共享不会造成通信的中断和时延，密钥生成的过程中始终保证数据的传输不会中断。

本发明公开了一种基于异构无线传输模式调度的物理层安全优化方法，包括数据汇聚、传输模式调度和数据转发三个步骤，数据汇聚步骤是各数据采集节点将数据传输给异构协作中心，由异构协作中心对数据打包；传输模式调度步骤是在给定传输时隙，异构协作中心根据能否获得瞬时窃听信道状态信息和数据转发步骤评估的窃听概率自适应设计传输模式；数据转发步骤是异构协作中心利用所选择的传输模式将数据包转发给该模式对应的目标基站，其会自动评估对应的窃听概率，并反馈给传输模式调度步骤，同时，将所接收到的数据包转发给云中心，由其将数据解包和分析后转发对应的服务中心。本方法可以有效对抗窃听行为，提升无线数据传输物理层的安全性能。

本发明公开了一种基于线性神经网络的物理层安全波束赋形方法，在多输入单输出系统中，利用信道的互易性，由单天线合法接收端发送训练序列，通过神经网络训练得到多天线的发送方保密信号和人工噪声波束赋形的权值。本发明中将信道估计、信道状态信息反馈、波束赋形设计三个过程合并为一个利用线性神经网络的反向训练过程，只需要发送一个训练序列，且不需要反馈，相比较常规方法，本发明在降低复杂度的同时保证了信息传输的安全性。