王 倩，李 喆，夏 耘，曹建文

0 引 言

无线通信技术广泛应用于移动、测控、军事等多种通信领域。相比于传统的有线通信技术，无线通信不受地理环境限制，覆盖范围更广，但由于其信道的开放性，通信系统可能被破坏、操纵[1]。根据香农的信息论，唯一可证明安全的保密通信方法是一次一密的加密算法，且密钥是真随机、一次性使用的。本系统以VPX设备作为通信处理平台，采集不同的信道特征生成密钥，并通过试验统计了不同方法生成密钥的对称性，从而对比不同信道特征生成方法的优劣，为无线链路保密通信提供一种参考手段。

1 信道特征基础知识型

无线信道具有时空唯一性、快速时变性和不可预测性的特点。空时唯一性是指在不同空间和时间完成通信，信号受信道影响不同，导致信号具有不同的信道特征；快速时变性是指信道特征随传播环境快速变化；不可预测性是指信道特征的改变不具有相干性，不可预测[2]。基于以上特点，本系统选取基于无线信道特征的接收信号强度和多普勒频移作为特征，对数据传输过程进行加密。

1.1 信道强度计算

单频信号经过复正交解调后得到I、Q两路信号，可以组成复向量aejθ(t)。如果不考虑噪声干扰和多径干扰，其模值恒为a的绝对值。但在实际的无线信道中，信号会经历包含多径、噪声和多普勒效应的瑞利衰落效应，即强度包络与环境相关[3]。得到I、Q两组正交信号后，计算强度值：

图1是发射信号强度随时间的分布，该信号经过空中无线信道后，在瑞利衰落下得到如图2所示的信号强度分布。……