CN106507427A - 一种基于物理层安全的无线中继传输系统 - Google Patents

一种基于物理层安全的无线中继传输系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了无线通信技术领域的一种基于物理层安全的无线中继传输系统，包括中央处理器，所述中央处理器电性输入连接信号源发送子系统，所述中央处理器分别电性输出连接终端接收子系统、中继传输子系统和窃听子系统，所述中继传输子系统分别电性输出连接终端接收子系统和视频信号检测子系统，中继传输子系统在选择最佳中继节点时，以信号源到中继节点链路容量和中继节点到终端链路容量面积最大化选择最佳中继节点进行辅助传输，终端接收子系统接收信号源和中继节点信号，并利用了分集接收技术合并接收到的信号源和接收到的中继节点信号，以实现信号源到目的端安全可靠的传输。

Description

一种基于物理层安全的无线中继传输系统
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体为一种基于物理层安全的无线中继传输系统。
背景技术
近年来无线安全受到广泛的关注。在现有的无线通信系统中，加密技术通常被用于防止窃听者从合法用户截取信息。虽然加密技术可以提高信息传输的安全性，但它需要更多的处理资源用于加密和解密，其次由加密技术引入额外的冗余，会增加系统的开销。基于上述存在的问题，利用无线物理信息的随机特性防止窃听攻击得到了广泛的关注，鉴于上述提到的问题，本发明设计一种基于物理层安全的无线中继传输系统，以解决上述提到的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物理层安全的无线中继传输系统，以解决上述背景技术中提出的现有加密技术需要更多的处理资源用于加密和解密，其次由加密技术引入额外的冗余，会增加系统的开销的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物理层安全的无线中继传输系统，包括中央处理器，所述中央处理器电性输入连接信号源发送子系统，所述中央处理器分别电性输出连接终端接收子系统、中继传输子系统和窃听子系统，所述中继传输子系统分别电性输出连接终端接收子系统和视频信号检测子系统。
优选的，所述信号源发送子系统包括编码器，所述编码器电性输出连接编码数据处理单元，所述编码数据处理单元电性输出连接编码处理器，所述编码处理器分别电性输出连接编码数据发出单元和编码存储单元，所述编码数据发出单元电性输出连接发送机。
优选的，所述终端接收子系统包括接收机，所述接收机电性输出连接解码器，所述解码器电性输出连接解码数据接收单元，所述解码数据接收单元电性输出连接解码数据收集单元，所述解码数据收集单元电性输出连接解码数据处理单元，所述解码数据处理单元电性输出连接解码处理器，所述解码处理器电性输出连接解码存储单元。
优选的，所述中继传输子系统包括接收天线，所述接收天线电性输出连接传输信号接收单元，所述传输信号接收单元电性输出连接传输信号处理单元，所述传输信号处理单元电性输出连接节点解码处理单元，所述节点解码处理单元电性输出连接节点解码对比单元，所述节点解码对比单元电性输出连接节点解码统计单元，所述节点解码统计单元电性输出连接中继传输处理器，所述中继传输处理器分别电性输出连接中继节点解码转发单元和解码数据统计单元，所述解码数据统计单元电性输出连接解码数据存储单元。
优选的，所述窃听子系统包括窃听数据接收单元，所述窃听数据接收单元电性输出连接窃听数据处理单元，所述窃听数据处理单元电性输出连接窃听数据处理器，所述窃听数据处理器分别电性输出连接窃听数据解码单元和窃听数据统计单元，所述窃听数据统计单元电性输出连接窃听数据存储单元。
优选的，所述射频信号检测子系统包括射频信号微处理器，所述射频信号微处理器分别电性输入连接接收空闲信道选择单元、转发空闲信道选择单元、测试导频信号生成单元和射频信号泄露功率比计算器，所述射频信号微处理器分别电性输出连接信号泄露管理单元和信号泄露存储单元。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该种基于物理层安全的无线中继传输系统，中继传输子系统在选择最佳中继节点时，联合考虑信号源到中继节点链路信道条件以及中继节点到终端链路信道条件，选取两条信道条件都好的中继节点，以信号源到中继节点链路容量和中继节点到终端链路容量面积最大化选择最佳中继节点进行辅助传输，终端接收子系统接收信号源和中继节点信号，并利用了分集接收技术合并接收到的信号源和接收到的中继节点信号，以实现信号源到目的端安全可靠的传输。
附图说明
图1为本发明系统原理框图；
图2为本发明信号源发送子系统原理框图；
图3为本发明终端接收子系统原理框图；
图4为本发明中继传输子系统原理框图；
图5为本发明窃听子系统原理框图；
图6为本发明射频信号检测子系统原理框图。
图中：1中央处理器、2信号源发送子系统、3终端接收子系统、4中继传输子系统、5窃听子系统、6射频信号检测子系统、7编码器、8编码数据处理单元、9编码处理器、10编码数据发出单元、11发送机、12编码存储单元、13接收机、14解码器、15解码数据接收单元、16解码数据收集单元、17解码数据处理单元、18解码处理器、19解码存储单元、20接收天线、21传输信号接收单元、22传输信号处理单元、23节点解码处理单元、24节点解码对比单元、25节点解码统计单元、26中继传输处理器、27中继节点解码转发单元、28解码数据统计单元、29解码数据存储单元、30窃听数据接收单元、31窃听数据处理单元、32窃听数据处理器、33窃听数据解码单元、34窃听数据统计单元、35窃听数据存储单元、36射频信号微处理器、37接收空闲信道选择单元、38转发空闲信道选择单元、39测试导频信号生成单元、40射频信号泄露功率比计算器、41信号泄露管理单元、42信号泄露存储单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种基于物理层安全的无线中继传输系统，包括中央处理器1，所述中央处理器1电性输入连接信号源发送子系统2，所述中央处理器1分别电性输出连接终端接收子系统3、中继传输子系统4和窃听子系统5，所述中继传输子系统4分别电性输出连接终端接收子系统3和视频信号检测子系统6。
其中，所述信号源发送子系统2包括编码器7，所述编码器7电性输出连接编码数据处理单元8，所述编码数据处理单元8电性输出连接编码处理器9，所述编码处理器9分别电性输出连接编码数据发出单元10和编码存储单元12，所述编码数据发出单元10电性输出连接发送机11，所述终端接收子系统3包括接收机13，所述接收机13电性输出连接解码器14，所述解码器14电性输出连接解码数据接收单元15，所述解码数据接收单元15电性输出连接解码数据收集单元16，所述解码数据收集单元16电性输出连接解码数据处理单元17，所述解码数据处理单元17电性输出连接解码处理器18，所述解码处理器18电性输出连接解码存储单元19，所述中继传输子系统4包括接收天线20，所述接收天线20电性输出连接传输信号接收单元21，所述传输信号接收单元21电性输出连接传输信号处理单元22，所述传输信号处理单元22电性输出连接节点解码处理单元23，所述节点解码处理单元23电性输出连接节点解码对比单元24，所述节点解码对比单元24电性输出连接节点解码统计单元25，所述节点解码统计单元25电性输出连接中继传输处理器26，所述中继传输处理器26分别电性输出连接中继节点解码转发单元27和解码数据统计单元28，所述解码数据统计单元28电性输出连接解码数据存储单元29，所述窃听子系统5包括窃听数据接收单元30，所述窃听数据接收单元电性输出连接窃听数据处理单元31，所述窃听数据处理单元31电性输出连接窃听数据处理器32，所述窃听数据处理器32分别电性输出连接窃听数据解码单元33和窃听数据统计单元34，所述窃听数据统计单元34电性输出连接窃听数据存储单元35，所述射频信号检测子系统6包括射频信号微处理器36，所述射频信号微处理器36分别电性输入连接接收空闲信道选择单元37、转发空闲信道选择单元38、测试导频信号生成单元39和射频信号泄露功率比计算器40，所述射频信号微处理器36分别电性输出连接信号泄露管理单元41和信号泄露存储单元42。
工作原理：编码器7通过编码数据处理单元8，将要编码数据进行处理，编码处理器9将处理后的编码数据通过编码数据发出单元10和发送机11将其发出，编码处理器9将处理后的编码数据通过编码存储单元12进出储存，接收机13接收信号源发送子系统2发送的编码数据，解码器14将接收到的编码数据进行解码处理，然后通过解码数据接收单元15将解码数据进行接收，然后通过解码数据收集单元16和解码数据处理单元17，将接收到的解码数据进行收集和处理，解码处理器18处理后的解码数据提供给解码存储单元19对其进行存储，接收天线20通过传输信号接收单元21将信号源发送子系统发送的编码数据进行接收，然后通过传输信号处理单元22进行处理，然后通过节点解码处理单元23进行处理，将节点解码处理单元23处理后的节点解码数据通过节点解码对比单元24进行对比，通过节点解码统计单元25将统计后的节点解码数据进行统计，选出最佳中继节点进行辅助传输，通过中继传输处理器26将最佳中继节点数据通过中继节点解码转发单元27转发给终端接收子系统3，然后通过解码数据存储单元29对其进行存储，窃听数据接收单元30将接收到的窃听数据通过窃听数据处理单元31进行处理，窃听数据处理器32通过窃听数据解码单元33对其进行解码处理，然后通过窃听数据统计单元34对窃听解码数据进行统计，然后窃听数据处理器32将统计后的数据通过窃听数据存储单元35进行储存，信号源发送子系统2分别通过加密信息传输给终端接收子系统3和中继传输子系统4，窃听子系统5窃听信号源发送子系统2，中继传输子系统4通过中继传输处理器26统计的最佳中继节点数据进行转发给终端接收子系统3，窃听子系统5的窃听数据接收单元30对中继传输子系统4所接收的数据有限，使得窃听数据不完整，保证信号源发送子系统2到终端接收子系统3安全可靠的传输，射频信号微处理器36可通过接收空闲信道选择单元37、转发空闲信道选择单元38、测试导频信号生成单元39和射频信号泄露功率比计算器40，对视频信号检测子系统6进行检测，以保证中继传输子系统4的安全，并通过信号泄露管理单元41对射频信号微处理器36进行管理，然后通过信号泄露存储单元42将信号泄露的数据进行储存。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于物理层安全的无线中继传输系统，包括中央处理器(1)，其特征在于：所述中央处理器(1)电性输入连接信号源发送子系统(2)，所述中央处理器(1)分别电性输出连接终端接收子系统(3)、中继传输子系统(4)和窃听子系统(5)，所述中继传输子系统(4)分别电性输出连接终端接收子系统(3)和视频信号检测子系统(6)。
2.根据权利要求1所述的一种基于物理层安全的无线中继传输系统，其特征在于：所述信号源发送子系统(2)包括编码器(7)，所述编码器(7)电性输出连接编码数据处理单元(8)，所述编码数据处理单元(8)电性输出连接编码处理器(9)，所述编码处理器(9)分别电性输出连接编码数据发出单元(10)和编码存储单元(12)，所述编码数据发出单元(10)电性输出连接发送机(11)。
3.根据权利要求1所述的一种基于物理层安全的无线中继传输系统，其特征在于：所述终端接收子系统(3)包括接收机(13)，所述接收机(13)电性输出连接解码器(14)，所述解码器(14)电性输出连接解码数据接收单元(15)，所述解码数据接收单元(15)电性输出连接解码数据收集单元(16)，所述解码数据收集单元(16)电性输出连接解码数据处理单元(17)，所述解码数据处理单元(17)电性输出连接解码处理器(18)，所述解码处理器(18)电性输出连接解码存储单元(19)。
4.根据权利要求1所述的一种基于物理层安全的无线中继传输系统，其特征在于：所述中继传输子系统(4)包括接收天线(20)，所述接收天线(20)电性输出连接传输信号接收单元(21)，所述传输信号接收单元(21)电性输出连接传输信号处理单元(22)，所述传输信号处理单元(22)电性输出连接节点解码处理单元(23)，所述节点解码处理单元(23)电性输出连接节点解码对比单元(24)，所述节点解码对比单元(24)电性输出连接节点解码统计单元(25)，所述节点解码统计单元(25)电性输出连接中继传输处理器(26)，所述中继传输处理器(26)分别电性输出连接中继节点解码转发单元(27)和解码数据统计单元(28)，所述解码数据统计单元(28)电性输出连接解码数据存储单元(29)。
5.根据权利要求1所述的一种基于物理层安全的无线中继传输系统，其特征在于：所述窃听子系统(5)包括窃听数据接收单元(30)，所述窃听数据接收单元电性输出连接窃听数据处理单元(31)，所述窃听数据处理单元(31)电性输出连接窃听数据处理器(32)，所述窃听数据处理器(32)分别电性输出连接窃听数据解码单元(33)和窃听数据统计单元(34)，所述窃听数据统计单元(34)电性输出连接窃听数据存储单元(35)。
6.根据权利要求1所述的一种基于物理层安全的无线中继传输系统，其特征在于：所述射频信号检测子系统(6)包括射频信号微处理器(36)，所述射频信号微处理器(36)分别电性输入连接接收空闲信道选择单元(37)、转发空闲信道选择单元(38)、测试导频信号生成单元(39)和射频信号泄露功率比计算器(40)，所述射频信号微处理器(36)分别电性输出连接信号泄露管理单元(41)和信号泄露存储单元(42)。
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