CN106788867B - 一种利用能量站提升物理层安全性能的通信系统和方法 - Google Patents

一种利用能量站提升物理层安全性能的通信系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了通信技术领域一种利用能量站提升物理层安全性能的通信系统和方法，包括中央处理系统，所述中央处理系统电性双向连接无线能量传输子系统，所述中央处理系统分别电性输出连接无线能量收发子系统、非法窃听客户端和合法接收客户端，所述无线能量收发子系统分别电性输出连接非法窃听客户端和合法接收客户端，该种利用能量站提升物理层安全性能的通信系统和方法，使用性强，安全性高，不仅使能量站作为原始能量发送地，而且还可以作为信息干扰源使用，降低了通讯信息被窃取的危险，保证了信息安全可靠的传输，解决了传统的用户通讯信息被窃听的缺陷。

Description

一种利用能量站提升物理层安全性能的通信系统和方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体为一种利用能量站提升物理层安全性能的通信系统和方法。
背景技术
二十一世纪是信息化世纪，随着网络技术的发展，特别是Internet的全球化，信息共享的程度进一步提高。数字信息越来越深入的影响着社会生活的各个方面，各种基于互联网技术的网上应用，如电子政务、电子商务等也得到了迅猛发展。网络正逐步成为人们工作、生活中不可分割的一部分。由于互联网的开放性和通用性，网上的所有信息对所有人都是公开的，所以网络上的信息安全问题也日益突出。目前政府部门、金融部门、企事业单位和个人都日益重视这一重要问题。如何保护信息安全和网络安全，最大限度的减少或避免因信息泄密、破坏等安全问题所造成的经济损失及对企业形象的影响，是摆在我们面前亟需妥善解决的一项具有重大战略意义的课题，网络的飞速发展推动社会的发展，大批用户借助网络极大地提高了工作效率，创造了一些全新的工作方式，尤其是因特网的出现更给用户带来了巨大的方便。但另一方面，网络，特别是因特网存在着极大的安全隐患。近年来，因特网上的安全事故屡有发生。连入因特网的用户面临诸多的安全风险：拒绝服务、信息泄密、信息篡改、资源盗用、声誉损害等等。类似的风险也存在于其它的互联网络中。这些安全风险的存在阻碍了计算机网络的应用与发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用能量站提升物理层安全性能的通信系统和方法，以解决上述背景技术中提出的互联网用户面临诸多信息安全的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用能量站提升物理层安全性能的通信系统，包括中央处理系统，所述中央处理系统电性双向连接无线能量传输子系统，所述中央处理系统分别电性输出连接无线能量收发子系统、非法窃听客户端和合法接收客户端，所述无线能量收发子系统分别电性输出连接非法窃听客户端和合法接收客户端，所述非法窃听客户端和合法接收客户端均电性输出连接导频侦听子系统，所述中央处理系统电性输入连接导频侦听子系统。
优选的，所述无线能量传输子系统包括无线能量传输处理器，所述无线能量传输处理器分别电性输入连接数据接收单元和能量存储单元，所述无线能量传输处理器分别电性输出连接波束赋形发生电路和载波发生器，所述波束赋形发生电路电性输出连接波束赋形发射控制电路，所述载波发生器电性输出连接调制器，所述波束赋形发射控制电路和调制器均电性输出连接发射天线。
优选的，所述无线能量收发子系统包括无线能量收发处理器，所述无线能量收发处理器电性输入连接能量放大器，所述能量放大器电性输出连接能量接收单元，所述无线能量收发处理器电性输出连接能量信号转换单元，所述能量信号转换单元电性输出连接信号发射单元。
优选的，所述导频侦听子系统包括导频侦听处理器，所述导频侦听处理器电性输入连接信号调制单元，所述信号调制单元电性输入连接导频信号放大单元，所述导频信号放大单元分别电性输入连接合法导频信号接收单元和非法导频信号接收单元，所述导频侦听处理器电性输出连接分析控制电路，所述分析控制电路电性输出连接数据存储单元。
本发明还提供一种利用能量站提升物理层安全性能的通信方法，包括如下步骤：能量传输、信号转发，导频侦听和信号干扰，所述利用能量站提升物理层安全性能的通信方法，具体步骤如下：
S1：能量传输：无线能量传输子系统将能量信息发送给中央处理系统，中央处理系统对接收的能量信息分析后将能量信息传递给无线能量收发子系统；
S2：信号转发：无线能量收发子系统将接收的能量信息转化成信号源传递给非法窃听客户端和合法接收客户端；
S3：导频侦听：导频侦听子系统对非法窃听客户端和合法窃听客户端发射的导频侦听，中央处理系统获取导频侦听子系统接收的侦听信息；
S4：信号干扰：无线能量传输子系统获取步骤S3中中央处理系统接收的侦听信息，并产生相应的波束赋形干扰信号发送给中央处理系统，中央处理系统将干扰信号分别发送给非法窃听客户端和合法接收客户端，进行信号干扰。
优选的，所述步骤S1中，无线能量传输处理器获取能量存储单元存储的能量信息，并将能量信息传递给载波发生器，载波发生器将能量信号传递给调制器，调制器将能量信号调制成稳定的高射频振荡能量信号，并通过发射天线传递给能量接收单元。
优选的，所述步骤S4中，中央处理器将获取的导频数据信息传递给数据接收单元，所述数据接收单元将数据信息传递给无线能量传输处理器，无线能量传输处理器将导频数据信息传递给波束赋形发生电路，波束赋形发生电路产生相应的波束赋形干扰信号传递给波束赋形发射控制电路，波束赋形发射控制电路通过发射天线发送给非法窃听客户端和合法接收客户端进行信号干扰。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该种利用能量站提升物理层安全性能的通信系统和方法，使用性强，安全性高，不仅使能量站作为原始能量发送地，而且还可以作为信息干扰源使用，降低了通讯信息被窃取的危险，保证了信息安全可靠的传输，解决了传统的用户通讯信息被窃听的缺陷。
附图说明
图1为本发明原理框图；
图2为本发明无线能量传输子系统；
图3为本发明无线能量收发子系统；
图4为本发明导频侦听子系统。
图中：1中央处理系统、2无线能量传输子系统、21无线能量传输处理器、22数据接收单元、23能量存储单元、24波束赋形发生电路、25载波发生器、26波束赋形发射控制电路、27调制器、28发射天线、3无线能量收发子系统、31无线能量收发处理器、32能量放大器、33能量接收单元、34能量信号转换单元、35信号发射单元、4非法窃听客户端、5合法接收客户端、6导频侦听子系统、61导频侦听处理器、62信号调制单元、63导频信号放大单元、64合法导频信号接收单元、65非法导频信号接收单元、66分析控制电路、67数据存储单元。
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1-4，本发明提供一种技术方案：一种利用能量站提升物理层安全性能的通信系统，包括中央处理系统1，所述中央处理系统1电性双向连接无线能量传输子系统2，所述中央处理系统1分别电性输出连接无线能量收发子系统3、非法窃听客户端4和合法接收客户端5，所述无线能量收发子系统3分别电性输出连接非法窃听客户端4和合法接收客户端5，所述非法窃听客户端4和合法接收客户端5均电性输出连接导频侦听子系统6，所述中央处理系统1电性输入连接导频侦听子系统6。
其中，所述无线能量传输子系统2包括无线能量传输处理器21，所述无线能量传输处理器21分别电性输入连接数据接收单元22和能量存储单元23，所述无线能量传输处理器21分别电性输出连接波束赋形发生电路24和载波发生器25，所述波束赋形发生电路24电性输出连接波束赋形发射控制电路26，所述载波发生器25电性输出连接调制器27，所述波束赋形发射控制电路26和调制器27均电性输出连接发射天线28，所述无线能量收发子系统3包括无线能量收发处理器31，所述无线能量收发处理器31电性输入连接能量放大器32，所述能量放大器32电性输出连接能量接收单元33，所述无线能量收发处理器31电性输出连接能量信号转换单元34，所述能量信号转换单元34电性输出连接信号发射单元35，所述导频侦听子系统6包括导频侦听处理器61，所述导频侦听处理器61电性输入连接信号调制单元62，所述信号调制单元62电性输入连接导频信号放大单元63，所述导频信号放大单元63分别电性输入连接合法导频信号接收单元64和非法导频信号接收单元65，所述导频侦听处理器61电性输出连接分析控制电路66，所述分析控制电路66电性输出连接数据存储单元67，无线能量传输处理器21获取能量存储单元23存储的能量信息，并将能量信息传递给载波发生器25，载波发生器25将能量信号传递给调制器27，调制器27将能量信号调制成稳定的高射频振荡能量信号，并通过发射天线28传递给能量接收单元33，能量接收单元33将接收的能量信息传递给能量放大器32，能量放大器32将能量信息放大后，发送给无线能量收发处理器31，无线能量收发处理器31分析和计算后，将能量信息传递给能量信号转换单元34，能量信号转换单元34将能量信息转换成模拟信号源并通过信号发射单元35分别发送给非法窃听客户端4和合法接收客户端5，合法导频信号接收单元64和非法导频信号接收单元65分别获取合法接收客户端5和非法窃听客户端4发射的导频信号，并通过导频信号放大单元63对导频信号放大后，将信号传递给信号调制单元62，信号调制单元62对信号进行调理发送给导频侦听处理器61，导频侦听处理器61分析后将信号传递给分析控制电路66，分析控制电路66对获取的两个导频信号分析后，将分析后的数据传递给数据存储单元67，中央处理系统1获取数据存储单元67存储的导频数据信息，中央处理器1将获取的导频数据信息传递给数据接收单元22，所述数据接收单元22将数据信息传递给无线能量传输处理器21，无线能量传输处理器21将导频数据信息传递给波束赋形发生电路24，波束赋形发生电路24产生相应的波束赋形干扰信号传递给波束赋形发射控制电路26，波束赋形发射控制电路26通过发射天线28发送给非法窃听客户端4和合法接收客户端5进行信号干扰。
本发明还提供一种利用能量站提升物理层安全性能的通信方法，包括如下步骤：能量传输、信号转发，导频侦听和信号干扰，所述利用能量站提升物理层安全性能的通信方法，具体步骤如下：
S1：能量传输：无线能量传输子系统2将能量信息发送给中央处理系统1，中央处理系统1对接收的能量信息分析后将能量信息传递给无线能量收发子系统3，无线能量传输处理器21获取能量存储单元23存储的能量信息，并将能量信息传递给载波发生器25，载波发生器25将能量信号传递给调制器27，调制器27将能量信号调制成稳定的高射频振荡能量信号，并通过发射天线28传递给能量接收单元33；
S2：信号转发：无线能量收发子系统3将接收的能量信息转化成信号源传递给非法窃听客户端4和合法接收客户端5；
S3：导频侦听：导频侦听子系统6对非法窃听客户端4和合法窃听客户端5发射的导频侦听，中央处理系统1获取导频侦听子系统6接收的侦听信息；
S4：信号干扰：无线能量传输子系统2获取步骤S3中中央处理系统1接收的侦听信息，并产生相应的波束赋形干扰信号发送给中央处理系统1，中央处理系统1将干扰信号分别发送给非法窃听客户端4和合法接收客户端5，进行信号干扰，中央处理器1将获取的导频数据信息传递给数据接收单元22，所述数据接收单元22将数据信息传递给无线能量传输处理器21，无线能量传输处理器21将导频数据信息传递给波束赋形发生电路24，波束赋形发生电路24产生相应的波束赋形干扰信号传递给波束赋形发射控制电路26，波束赋形发射控制电路26通过发射天线28发送给非法窃听客户端4和合法接收客户端5进行信号干扰。
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 (4)

1.一种利用能量站提升物理层安全性能的通信系统，包括中央处理系统(1)，其特征在于：所述中央处理系统(1)电性双向连接无线能量传输子系统(2)，所述中央处理系统(1)分别电性输出连接无线能量收发子系统(3)、非法窃听客户端(4)和合法接收客户端(5)，所述无线能量收发子系统(3)分别电性输出连接非法窃听客户端(4)和合法接收客户端(5)，所述非法窃听客户端(4)和合法接收客户端(5)均电性输出连接导频侦听子系统(6)，所述中央处理系统(1)电性输入连接导频侦听子系统(6)，所述无线能量收发子系统(3)包括无线能量收发处理器(31)，所述无线能量收发处理器(31)电性输入连接能量放大器(32)，所述能量放大器(32)电性输出连接能量接收单元(33)，所述无线能量收发处理器(31)电性输出连接能量信号转换单元(34)，所述能量信号转换单元(34)电性输出连接信号发射单元(35)，所述导频侦听子系统(6)包括导频侦听处理器(61)，所述导频侦听处理器(61)电性输入连接信号调制单元(62)，所述信号调制单元(62)电性输入连接导频信号放大单元(63)，所述导频信号放大单元(63)分别电性输入连接合法导频信号接收单元(64)和非法导频信号接收单元(65)，所述导频侦听处理器(61)电性输出连接分析控制电路(66)，所述分析控制电路(66)电性输出连接数据存储单元(67)。
2.根据权利要求1所述的一种利用能量站提升物理层安全性能的通信系统，其特征在于：所述无线能量传输子系统(2)包括无线能量传输处理器(21)，所述无线能量传输处理器(21)分别电性输入连接数据接收单元(22)和能量存储单元(23)，所述无线能量传输处理器(21)分别电性输出连接波束赋形发生电路(24)和载波发生器(25)，所述波束赋形发生电路(24)电性输出连接波束赋形发射控制电路(26)，所述载波发生器(25)电性输出连接调制器(27)，所述波束赋形发射控制电路(26)和调制器(27)均电性输出连接发射天线(28)。
3.一种利用能量站提升物理层安全性能的通信方法，包括如下步骤：能量传输、信号转发，导频侦听和信号干扰，其特征在于：所述利用能量站提升物理层安全性能的通信方法，具体步骤如下：
S1：能量传输：无线能量传输子系统(2)将能量信息发送给中央处理系统(1)，中央处理系统(1)对接收的能量信息分析后将能量信息传递给无线能量收发子系统(3)；
S2：信号转发：无线能量收发子系统(3)将接收的能量信息转化成信号源传递给非法窃听客户端(4)和合法接收客户端(5)；
S3：导频侦听：导频侦听子系统(6)对非法窃听客户端(4)和合法窃听客户端(5)发射的导频侦听，中央处理系统(1)获取导频侦听子系统(6)接收的侦听信息；
S4：信号干扰：无线能量传输子系统(2)获取步骤S3中中央处理系统(1)接收的侦听信息，并产生相应的波束赋形干扰信号发送给中央处理系统(1)，中央处理系统(1)将干扰信号分别发送给非法窃听客户端(4)和合法接收客户端(5)，进行信号干扰，中央处理器(1)将获取的导频数据信息传递给数据接收单元(22)，所述数据接收单元(22)将数据信息传递给无线能量传输处理器(21)，无线能量传输处理器(21)将导频数据信息传递给波束赋形发生电路(24)，波束赋形发生电路(24)产生相应的波束赋形干扰信号传递给波束赋形发射控制电路(26)，波束赋形发射控制电路(26)通过发射天线(28)发送给非法窃听客户端(4)和合法接收客户端(5)进行信号干扰。
4.根据权利要求3所述的一种利用能量站提升物理层安全性能的通信方法：其特征在于：所述步骤S1中，无线能量传输处理器(21)获取能量存储单元(23)存储的能量信息，并将能量信息传递给载波发生器(25)，载波发生器(25)将能量信号传递给调制器(27)，调制器(27)将能量信号调制成稳定的高射频振荡能量信号，并通过发射天线(28)传递给能量接收单元(33)。
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