CN106656404A - 一种针对时分双工系统的安全保密通信方法及装置 - Google Patents

一种针对时分双工系统的安全保密通信方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106656404A
CN106656404A CN201610196949.2A CN201610196949A CN106656404A CN 106656404 A CN106656404 A CN 106656404A CN 201610196949 A CN201610196949 A CN 201610196949A CN 106656404 A CN106656404 A CN 106656404A
Authority
CN
China
Prior art keywords
interference
information
signal
random
time slot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610196949.2A
Other languages
English (en)
Inventor
李云洲
马猛
焦秉立
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201610196949.2A priority Critical patent/CN106656404A/zh
Publication of CN106656404A publication Critical patent/CN106656404A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04K—SECRET COMMUNICATION; JAMMING OF COMMUNICATION
    • H04K1/00—Secret communication
    • H04K1/02—Secret communication by adding a second signal to make the desired signal unintelligible
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04K—SECRET COMMUNICATION; JAMMING OF COMMUNICATION
    • H04K3/00—Jamming of communication; Counter-measures
    • H04K3/20—Countermeasures against jamming
    • H04K3/22—Countermeasures against jamming including jamming detection and monitoring
    • H04K3/224—Countermeasures against jamming including jamming detection and monitoring with countermeasures at transmission and/or reception of the jammed signal, e.g. stopping operation of transmitter or receiver, nulling or enhancing transmitted power in direction of or at frequency of jammer
    • H04K3/228—Elimination in the received signal of jamming or of data corrupted by jamming
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04K—SECRET COMMUNICATION; JAMMING OF COMMUNICATION
    • H04K3/00—Jamming of communication; Counter-measures
    • H04K3/80—Jamming or countermeasure characterized by its function
    • H04K3/82—Jamming or countermeasure characterized by its function related to preventing surveillance, interception or detection
    • H04K3/825—Jamming or countermeasure characterized by its function related to preventing surveillance, interception or detection by jamming
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/14—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex
    • H04L5/1469—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex using time-sharing

Abstract

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：本发明可以大大提高信息通信的安全性，并且简单易行。

Description

一种针对时分双工系统的安全保密通信方法及装置
技术领域
本发明属于保密通信领域，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。
背景技术
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。
本发明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。
发明内容
为解决信息在信道中安全传输而不被窃听的问题，本发明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。
本发明的原理是：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。
本发明提供的技术方案是：
本发明提供一种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，本发明的有益效果是：
本发明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为本发明提供的TDD保密通信系统接收节点的结构框图。
图2为本发明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发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明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，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (8)

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字域的多级抵消，从而尽可能干净地消除干扰信号。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，随机干扰释放线路及线路组合方式，包括多个发射节点和多个接收节点的组网方式。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，接收节点释放干扰，可以干扰整个时隙，也可以只干扰部分时隙，或者部分时-频资源块。
7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，该方法可应用于无线通信，也可以应用于有线通信系统。
8.根据权利要求1-7所述方法，通过释放干扰实现安全通信的节点，其特征在于，包括发送单元、接收单元、干扰发生单元和干扰抵消单元，发送单元负责干扰数据发送，接收单元负责数据接收，干扰发生单元负责产生干扰并通过发送单元发送到正在进行数据接收的传输线路中，干扰抵消单元负责在接收单元接收到的信号中减去干扰发生单元产生的干扰的影响。
CN201610196949.2A 2016-04-01 2016-04-01 一种针对时分双工系统的安全保密通信方法及装置 Pending CN106656404A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610196949.2A CN106656404A (zh) 2016-04-01 2016-04-01 一种针对时分双工系统的安全保密通信方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610196949.2A CN106656404A (zh) 2016-04-01 2016-04-01 一种针对时分双工系统的安全保密通信方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106656404A true CN106656404A (zh) 2017-05-10

Family

ID=58848681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610196949.2A Pending CN106656404A (zh) 2016-04-01 2016-04-01 一种针对时分双工系统的安全保密通信方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106656404A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107483142A (zh) * 2017-08-03 2017-12-15 厦门大学 一种基于海洋环境的定向干扰装置
CN110177350A (zh) * 2019-05-27 2019-08-27 清华大学 分布式防窃听稀疏信号检测方法和装置
CN112910885A (zh) * 2021-01-29 2021-06-04 湖北民族大学 一种基于惠更斯电桥平衡法的保密通信系统、方法
CN113162748A (zh) * 2021-01-26 2021-07-23 湖北民族大学 基于双功放驱动电阻法的全双工电话电路及其控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002033718A (ja) * 2000-07-18 2002-01-31 Communication Research Laboratory 光通信システムおよび光通信方法
CN103067147A (zh) * 2011-10-19 2013-04-24 通用电气公司 具有改进的容量和安全性的有线通信系统
US8644362B1 (en) * 2011-09-01 2014-02-04 The SI Organization, Inc. Hybrid pseudo-random noise and chaotic signal implementation for covert communication
CN104539337A (zh) * 2014-12-26 2015-04-22 东南大学 多天线安全通信系统中基于信道估计的有限反馈传输方法
CN104955035A (zh) * 2015-06-16 2015-09-30 熊绵朝 基于数字基带信号的人工基带噪音的对称加密方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002033718A (ja) * 2000-07-18 2002-01-31 Communication Research Laboratory 光通信システムおよび光通信方法
US8644362B1 (en) * 2011-09-01 2014-02-04 The SI Organization, Inc. Hybrid pseudo-random noise and chaotic signal implementation for covert communication
CN103067147A (zh) * 2011-10-19 2013-04-24 通用电气公司 具有改进的容量和安全性的有线通信系统
CN104539337A (zh) * 2014-12-26 2015-04-22 东南大学 多天线安全通信系统中基于信道估计的有限反馈传输方法
CN104955035A (zh) * 2015-06-16 2015-09-30 熊绵朝 基于数字基带信号的人工基带噪音的对称加密方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107483142A (zh) * 2017-08-03 2017-12-15 厦门大学 一种基于海洋环境的定向干扰装置
CN107483142B (zh) * 2017-08-03 2019-11-08 厦门大学 一种基于海洋环境的定向干扰装置
CN110177350A (zh) * 2019-05-27 2019-08-27 清华大学 分布式防窃听稀疏信号检测方法和装置
CN110177350B (zh) * 2019-05-27 2020-10-27 清华大学 分布式防窃听稀疏信号检测方法和装置
CN113162748A (zh) * 2021-01-26 2021-07-23 湖北民族大学 基于双功放驱动电阻法的全双工电话电路及其控制方法
CN112910885A (zh) * 2021-01-29 2021-06-04 湖北民族大学 一种基于惠更斯电桥平衡法的保密通信系统、方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106656404A (zh) 一种针对时分双工系统的安全保密通信方法及装置
US20150146872A1 (en) Apparatus and method for transmitting sensitive data using relay
Zhong et al. Performance-improved secure OFDM transmission using chaotic active constellation extension
US8724998B2 (en) Carrier and subcarrier hopping for optical OFDM security
KR20140054647A (ko) 양자 키 분배 시스템에서 생성된 비밀키의 안전성을 높이는 방법
Rahbari et al. Secrecy beyond encryption: obfuscating transmission signatures in wireless communications
CN103746804A (zh) 基于多参数分数傅里叶变换和星座图加扰的保密通信方法
CN203554473U (zh) 一种用于保密通信系统中的混沌同步控制系统
Putz et al. Acoustic integrity codes: Secure device pairing using short-range acoustic communication
Huang et al. Multi scrolls chaotic encryption for physical layer security in CO-OFDM
CN111147963B (zh) 一种光通信链路信号加密通信方法及系统
CN104270750A (zh) 一种基于丢包差异性的密码协商技术
Yang et al. Chaotic signal scrambling for physical layer security in OFDM-PON
CN102223628A (zh) 随机子载波加权的频域加密方法及装置
US20210144033A1 (en) Communication Devices, Systems, Software and Methods employing Symbol Waveform Hopping
Nishihara et al. Design of secure near-field communication for smartphones using sound and vibration
RU2598784C1 (ru) Способ шифрования сообщений, передаваемых с помощью шумоподобных сигналов
WO2009080844A1 (es) Metodo y aparato para transmision y deteccion de marcas de agua digitales en sistemas de comunicaciones ofdm
JP5327974B2 (ja) 無線装置、無線システム及び秘匿通信方法
Kakkar et al. Secret key generation using OFDM samples
CN106685444A (zh) 一种适用于fdd通信系统的加扰和解扰方法及装置
Sharma et al. Authentication in wireless network
Korchynskii et al. Methods for assessing the security of communication systems for special purposes
Hu et al. Device synchronisation: a practical limitation on reader assisted jamming methods for RFID confidentiality
Hu et al. Self-jamming audio channels: Investigating the feasibility of perceiving overshadowing attacks

Legal Events

Date Code Title Description
DD01 Delivery of document by public notice

Addressee: Guo Yan

Document name: Notification to Make Rectification

PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170510

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication