[发明专利]一种基于物理层加密的安全随机接入方法及系统

权利要求书

1.一种基于物理层加密的安全随机接入方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，终端在随机接入之前利用下行同步和广播信道估计得到下行信道估计值，并提取下行信道估计值的相位或幅度；

S2，终端申请随机接入时在Msg1中上报获取的相位或幅度，蜂窝基站利用上行传输估计上行信道估计值，并提取上行信道估计值的相位或幅度，同时将上行信道估计值量化成比特序列；然后将下行信道估计值的相位或幅度与上行信道估计值的相位或幅度进行异或运算，得到差分相位或幅度相位；

S3，蜂窝基站将差分相位或幅度相位编码至Msg2中并进行广播；终端接收到Msg2后解码出差分相位或幅度相位,将差分相位或幅度相位与上行信道估计值的相位或幅度进行异或运算获取比特序列；

S4，终端根据获取比特序列调整自己的上行时间实现上行同步，同时发送Msg3；

S5，蜂窝基站接收并解码Msg3获取CRI，在广播Msg4之前，利用上行信道估计值量化的比特序列加密CRI后编码到Msg4中进行广播，完成安全随机接入。

2.根据权利要求1所述的一种基于物理层加密的安全随机接入方法，其特征在于，下行信道估计值其中i是子载波的序号，并且提取下行信道估计值的相位或幅度。

3.根据权利要求1所述的一种基于物理层加密的安全随机接入方法，其特征在于，采用量化准则将上行信道估计值量化成比特序列。

4.根据权利要求1所述的一种基于物理层加密的安全随机接入方法，其特征在于，将下行信道估计值的相位与上行信道估计值的相位进行异或运算，得到差分相位：

5.根据权利要求4所述的一种基于物理层加密的安全随机接入方法，其特征在于，将下行信道估计值的相位与上行信道估计值的相位进行异或运算，得到差分相位第i个子载波差分相位序列具体计算公式如下：

6.根据权利要求1所述的一种基于物理层加密的安全随机接入方法，其特征在于，蜂窝基站发送Msg4，与蜂窝基站成功接入的终端正确解码出Msg4。

7.根据权利要求1所述的一种基于物理层加密的安全随机接入方法，其特征在于，终端发送的Msg3中包含CRI信息。

8.根据权利要求2所述的一种基于物理层加密的安全随机接入方法，其特征在于，采用量化准则将第i个子载波信道估计相位量化为比特序列：

9.一种基于物理层加密的安全随机接入系统，其特征在于，包括终端和蜂窝基站；

终端在随机接入之前利用下行同步和广播信道估计得到下行信道估计值，并提取下行信道估计值的相位或幅度；

终端申请随机接入时在Msg1中上报获取的相位或幅度，蜂窝基站利用上行传输估计上行信道估计值，并提取上行信道估计值的相位或幅度，同时将上行信道估计值量化成比特序列；然后将下行信道估计值的相位或幅度与上行信道估计值的相位或幅度进行异或运算，得到差分相位或幅度相位；

蜂窝基站将差分相位或幅度相位编码至Msg2中并进行广播；终端接收到Msg2后解码出差分相位或幅度相位,将差分相位或幅度相位与上行信道估计值的相位或幅度进行异或运算获取比特序列；

终端根据获取比特序列调整自己的上行时间实现上行同步，同时发送Msg3；

蜂窝基站接收并解码Msg3获取CRI，在广播Msg4之前，利用上行信道估计值量化的比特序列加密CRI后编码到Msg4中进行广播，完成安全随机接入。

10.根据权利要求9所述的一种基于物理层加密的安全随机接入系统，其特征在于，采用量化准则将上行信道估计值量化成比特序列。