[发明专利]一种智能反射阵面提升物理层密钥生成性能系统与方法

权利要求书

1.一种智能反射阵面提升物理层密钥生成性能系统，其特征在于：包括智能反射阵面，智能反射阵面向依次向终端设备A和终端设备B发射信号。

2.根据权利要求1所述的一种智能反射阵面提升物理层密钥生成性能系统，其特征在于：所述智能反射阵面包括若干个反射阵元、微控制器和供电设备。

3.根据权利要求2所述的一种智能反射阵面提升物理层密钥生成性能系统，其特征在于：所述反射阵元包括反射与吸收两种状态，用于控制反射信号的幅度和相移。

4.根据权利要求2所述的一种智能反射阵面提升物理层密钥生成性能系统，其特征在于：所述微控制器用于控制反射阵元状态的随机切换，且内部可存储和执行增加信道扰动的算法或策略。

5.根据权利要求4所述的一种智能反射阵面提升物理层密钥生成性能系统，其特征在于：所述终端设备A为Alice，终端设备B为为Bob。

6.根据权利要求5所述的一种智能反射阵面提升物理层密钥生成性能系统，其特征在于：所述终端设备Alice和终端设备Bob在空口层之间通过直射和反射链路相连，直射链路f即商用无线协议建设的空中接口，反射链路H和g是由智能反射阵面搭建。

7.根据权利要求1所述的一种智能反射阵面提升物理层密钥生成性能系统，其特征在于：所述密钥生成过程中包括信道探测、数据预处理、密钥比特量化、一致性协商及隐私放大。

8.一种智能反射阵面提升物理层密钥生成性能的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤1：初始化所述IRS、密钥生成设备；

步骤2：求解最优IRS加扰参数

步骤3：Alice和Bob终端执行传统密钥生成步骤生成密钥比特。

步骤4：在通信过程中，终端设备A和终端设备B利用物理层生成的密钥和AES算法对数据加密。

9.根据权利要求8所述的一种智能反射阵面提升物理层密钥生成性能的方法，其特征在于，所述步骤2的具体步骤为：

步骤2.1，输入待搜索的IRS加扰参数S_in，包括使能IRS数量N、反射/吸收状态切换速率f_{st_n}、反射系数切换速率f_{alp_n}或反射信号相位切换速率f_{ph_n}；

步骤2.2，输入待搜索IRS加扰参数的取值范围[B_low,B_up]；

步骤2.3，设置终止条件∈；

步骤2.4，将密钥生成速率K(s_in)由密钥生成设备通过无线链路传回IRS。

10.根据权利要求9所述的一种智能反射阵面提升物理层密钥生成性能的方法，其特征在于，所述步骤2.3中终止条件∈的判定标准为：

当B_up-B_low∈时；

如果大于K(s_{temp_max_mid})；

则B_up＝s_mid；

s^★＝s_{temp_min_mid}；

反之，当小于等于K(s_{temp_max_mid})；

则B_low＝s_mid；

s^★＝s_{temp_max_mid}。