一种针对时分双工系统的安全保密通信方法及装置制造方法及图纸

一种针对时分双工系统的安全保密通信方法及装置。无论无线通信，还是有线通信，使用时分双工技术的双向通信系统大量存在。本发明专利技术提出一种针对时分双工系统的防窃听、实现安全保密通信的方法和装置。所提发明专利技术内容是：在分配的发送时隙上发送端给接收节点发送信息，接收节点在接收信息的同时，在该时隙上释放随机干扰的方法，使得窃听者监听到的信号不仅包含发送端给接收节点发送的信息，还包含接收节点释放的随机干扰，随机干扰的功率足以让窃听者由于信噪比不够而无法检测出期望窃听的目标信息。然而对接收端而言，由于具有随机干扰的信息，因此可以抵消掉自己释放的随机噪声，从而不影响信息接收。根据通信基本原理可知：本发明专利技术可以大大提高信息通信的安全性，并且简单易行。

【技术实现步骤摘要】
一种针对时分双工系统的安全保密通信方法及装置
本专利技术属于保密通信领域，涉及通信释放干扰和抵消干扰技术，具体涉及一种适用于时分双工(TDD)通信系统的保密技术，该技术可以实现物理层的保密通信，防止通信信道中的信息被窃听者获取。
技术介绍
通信系统在信号传播的信道中可能会受到窃听者的监听，导致信息的泄露。为实现信息的安全通信，通信系统通常采用保密技术。传统的保密通信系统在发射端对信息做加密处理，在接收端进行解密恢复出原始信息。由于密匙或密码存在被盗取或破译的风险，因而传统的加密方法仍可能存在信息泄露的风险。本专利技术提出的方法在信道中加入干扰信号，从而在物理层上阻断窃听者获取信息。干扰信号由接收机释放到信道中，由于接收机自身已知其释放的干扰信号，因而可以从接收信号中将其消除，从而恢复出目标信号。该方法不需要采用密匙加密的手段，因而不会存在因密匙被破译而使得信息泄露的问题。
技术实现思路
为解决信息在信道中安全传输而不被窃听的问题，本专利技术提供一种适用于时分双工(TDD)通信系统的释放干扰和抵消干扰的方法及其装置。该方法可应用于无线通信和有线通信系统，通过在接收端在信道中释放干扰，使得通信信道中的信息受到干扰污染，而无法被窃听者正确解调。而接收机由于已知其自身释放的干扰，可以将接收信号中的干扰信号消除，并恢复出发送的信息。本专利技术的原理是：在TDD通信系统中，当通信建立后，在某个分配的时隙上，通信节点1发射信号，通信节点2在该信道上接收该信号，并同时在该时隙上释放干扰信号。由于通信节点2已知其发射的干扰信号，因而可以将接收信号中的干扰消除，然后恢复出发射端信息。相似地，通信节点2向通信节点1传输信息的过程也可以使用该方法释放干扰和干扰消除，通信节点2在某个时隙上的上发射信号，通信节点1在该时隙上接收该信号，并同时在该时隙上释放干扰信号。通信节点1将接收信号中的干扰消除，然后恢复出发射端信息。本专利技术提供的技术方案是：本专利技术提供一种TDD通信系统释放干扰和干扰消除的方法。通信节点1的信号发射器在分配给它的发射时隙发射信号，通信节点2在该时隙上接收信号，并且同时将其干扰生成单元产生的干扰信号释放在该时隙上，干扰信号生成单元将其生成的干扰信号传送至干扰消除单元，干扰消除单元将干扰信号从接收到的信号中消除。干扰消除的方法是从干扰生成单元馈入一路干扰信号，传递给干扰消除单元，干扰消除单元利用干扰信号已知这一条件，对接收信号中的干扰信号进行模拟域和数字域的多级抵消，从而尽可能干净地消除干扰信号。针对上述干扰释放与干扰消除方法，进一步地，干扰信号生成器生成的信号为限带信号，其频率范围与其接收信号的频率相同。信号在发送与接收时隙上的成分示意图如图2所示，每个节点的干扰信号频率与其需要接收的信号频率相同，时间上与接收时隙对齐。干扰信号的生成方法可以采用随机数生成算法生成基带信号，并将其调制到期望干扰的信道频率上。也可以采集某些器件内部的热噪声，并进行放大，如功率放大器输出的热噪声进行放大，并通过滤波的方式使其频率范围与期望干扰的信道频率范围一致。针对上述释放干扰和消除干扰的方法，可以从TDD系统接收时隙开始时，干扰信号释放到信道中，到该时隙结束时，停止将干扰信号释放到信道中。此外，还可以根据需要，只对发送来的信号中部分关键的时频资源块释放干扰，比如干扰控制信息。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的保密通信方法，与传统的信息加密方法完全不同，是由接收机向信道中释放干扰，该干扰信号可以完全随机，因而可以保证在接收机附近的一定范围内不被窃听者破译。而传统的信息加密过程在发射端进行加密，接收端进行解密，如果窃听者获得了破译需要的密匙等信息就可以破译发射信息。附图说明图1为本专利技术提供的TDD保密通信系统接收节点的结构框图。图2为本专利技术的发送与接收时隙上的信号示意图。需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本专利技术，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本专利技术及所附权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本专利技术不应局限于实施例所公开的内容，本专利技术要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对时分双工系统的安全保密通信方法，其特征在于，一个通信节点在分配的时隙上发送信息，另一个节点接收信息，同时在该时隙上发射随机干扰，该节点采用干扰消除的方法抵消自己发送的随机干扰，从而检测得到发送端发送的信息。

【技术特征摘要】
1.一种针对时分双工系统的安全保密通信方法，其特征在于，一个通信节点在分配的时隙上发送信息，另一个节点接收信息，同时在该时隙上发射随机干扰，该节点采用干扰消除的方法抵消自己发送的随机干扰，从而检测得到发送端发送的信息。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，接收节点所发射的随机干扰可以是采用随机数生成方法生成的干扰信号，可以是随机性很强的伪随机序列，可以是采集的某些器件内部的热噪声经处理得到，也可以是以上几种方法综合而成的随机干扰信号。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，随机干扰的功率是可以根据需要控制和调节。4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，干扰消除的方法是从干扰生成单元馈入一路干扰信号，传递给干扰消除单元，干扰消除单元利用干扰信号已知这一条件，对接收信号中的干扰信号进行模拟域和数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云洲，马猛，焦秉立，
申请(专利权)人：郭燕，
类型：发明
国别省市：北京,11