JP2016197835A - Transmission device, reception device, and radio communication system - Google Patents
Transmission device, reception device, and radio communication system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016197835A JP2016197835A JP2015077580A JP2015077580A JP2016197835A JP 2016197835 A JP2016197835 A JP 2016197835A JP 2015077580 A JP2015077580 A JP 2015077580A JP 2015077580 A JP2015077580 A JP 2015077580A JP 2016197835 A JP2016197835 A JP 2016197835A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transmission
- data
- modem
- radio signal
- dummy
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
Description
本発明は、送信装置、受信装置及びそれらを備えた無線通信システムに関する。 The present invention relates to a transmission device, a reception device, and a wireless communication system including them.
一般に、無線通信システムでは、無線通信で利用する通信方式として、変復調方式や搬送波周波数等が標準で定められている。通信方式には、変復調方式や搬送波周波数が切り替え可能なものもあるが、通常、これらの通信方式は予め決められた変復調方式や搬送波周波数の中から通信品質等に応じて適宜選択するものである。
すなわち、一般的な無線通信システムでは、無線通信に利用する変復調方式や搬送波周波数等が決まっているため、第三者によって送信装置と受信装置間で送受信している無線信号が傍受される可能性がある。その場合、該傍受された無線信号に信号処理や解析を施すことで通信内容が盗聴されるおそれがある。
In general, in a wireless communication system, a modulation / demodulation method, a carrier wave frequency, and the like are defined as standard communication methods used in wireless communication. Some communication systems can be switched between modulation / demodulation systems and carrier frequencies, but these communication systems are usually selected appropriately from predetermined modulation / demodulation systems and carrier frequencies according to the communication quality and the like. .
That is, in a general wireless communication system, a modulation / demodulation method and a carrier wave frequency used for wireless communication are determined, so that a wireless signal transmitted / received between a transmission device and a reception device by a third party may be intercepted. There is. In that case, there is a possibility that the contents of communication may be wiretapped by performing signal processing and analysis on the intercepted radio signal.
そのような第三者による盗聴を困難にして、通信中の傍受されたくないデータ(秘匿データ)の秘匿性を向上させるための手法が、例えば特許文献1や2で提案されている。
特許文献1には、変復調方式及び搬送波周波数を、所定の時間毎やパケット単位で切り替えることで、第三者による盗聴を困難にした技術が記載されている。また、特許文献1には、送信装置から受信装置へ次に利用する変復調方式や搬送波周波数を示す情報を暗号化して送信することで、送信装置及び受信装置で利用する変復調方式や搬送波周波数を一致させることが記載されている。さらに、特許文献1には、秘匿データと共にダミーデータを同時に送信することで、第三者による秘匿データの盗聴を困難にすることが記載されている。
For example, Patent Documents 1 and 2 propose a technique for making it difficult to eavesdrop by such a third party and improving the secrecy of data that is not desired to be intercepted during communication (secret data).
Patent Document 1 describes a technique that makes it difficult for a third party to eavesdrop by switching the modulation / demodulation method and the carrier wave frequency at predetermined time intervals or packet units. Patent Document 1 also discloses that the modulation / demodulation method and carrier frequency used by the transmission device and the reception device coincide with each other by encrypting and transmitting information indicating the modulation / demodulation method and carrier frequency to be used next from the transmission device to the reception device. Is described. Further, Patent Document 1 describes that it is difficult for a third party to eavesdrop on confidential data by simultaneously transmitting dummy data together with the confidential data.
特許文献2には、時分割多元接続方式を採用した無線通信システムにおいて、データの送信に利用する通信スロット及び搬送波周波数を切り替えることで、第三者による盗聴を困難にした技術が記載されている。 Patent Document 2 describes a technique that makes it difficult for a third party to eavesdrop by switching a communication slot and a carrier frequency used for data transmission in a wireless communication system employing a time division multiple access method. .
上述した特許文献1や2に記載された技術によれば、変復調方式や搬送波周波数、あるいは通信スロットを切り替えることで、第三者が傍受するのに必要な情報を低減できるため、秘匿データの耐傍受性を向上させることができる。
また、秘匿データと共にダミーデータを同時に送信すれば、該秘匿データが第三者に傍受されても、同時に傍受されるダミーデータとの判別が困難であるため、第三者による秘匿データの盗聴を困難にできる。
According to the techniques described in Patent Documents 1 and 2 described above, information necessary for interception by a third party can be reduced by switching the modulation / demodulation method, carrier frequency, or communication slot. Interceptability can be improved.
In addition, if the dummy data is transmitted simultaneously with the confidential data, even if the confidential data is intercepted by a third party, it is difficult to discriminate it from the dummy data intercepted at the same time. Can be difficult.
しかしながら、複数の無線系統を利用して秘匿データ及びダミーデータを送信する構成は、無線通信に利用する周波数帯域を広い帯域幅で保持する必要があるという課題がある。 However, the configuration in which secret data and dummy data are transmitted using a plurality of wireless systems has a problem that it is necessary to maintain a wide frequency band for wireless communication.
本発明は上述したような背景技術の問題を解決するためになされたものであり、秘匿データの耐傍受性や秘匿性を維持しつつ、無線通信に利用する周波数帯域幅を低減できる送信装置、受信装置及び無線通信システムを提供することを目的とする。 The present invention was made to solve the problems of the background art as described above, and a transmission device that can reduce the frequency bandwidth used for wireless communication while maintaining the interception resistance and confidentiality of the confidential data, An object is to provide a receiving apparatus and a wireless communication system.
上記目的を達成するため本発明の送信装置は、入力データを変調し、所定の搬送波周波数の無線信号として出力するモデム及び前記無線信号を電波として放射するアンテナ装置を含む複数の送信系統と、
入力された秘匿データを前記送信系統の少なくとも一つへ出力し、ダミーデータを、前記秘匿データを出力した前記送信系統とは異なる他の送信系統へ出力する経路切替及びダミー出力部と、
前記秘匿データ及び前記ダミーデータの送信に用いる変調方式及び搬送波周波数の組み合わせパターンを生成するパターン発生部と、
前記パターン発生部で生成された組み合わせパターンにしたがって前記経路切替及びダミー出力部に前記秘匿データ及び前記ダミーデータを出力する送信系統を指示し、前記モデムが実施する変調方式及び送信に用いる搬送波周波数、を指示する制御部と、
を有し、
前記モデムは、
実施する変調方式及び搬送波周波数を、前記パターン発生部で生成された組み合わせパターンに基づいて所定の期間で切り替える構成である。
In order to achieve the above object, a transmission apparatus of the present invention comprises a plurality of transmission systems including a modem that modulates input data and outputs a radio signal having a predetermined carrier frequency, and an antenna apparatus that radiates the radio signal as a radio wave;
A route switching and dummy output unit that outputs the input secret data to at least one of the transmission systems, and outputs dummy data to another transmission system different from the transmission system that outputs the secret data,
A pattern generator for generating a combination pattern of a modulation scheme and a carrier frequency used for transmission of the secret data and the dummy data;
Instructing the transmission system for outputting the secret data and the dummy data to the path switching and dummy output unit according to the combination pattern generated by the pattern generation unit, the modulation scheme performed by the modem and the carrier frequency used for transmission, A control unit for instructing
Have
The modem is
The modulation scheme and the carrier frequency to be implemented are switched in a predetermined period based on the combination pattern generated by the pattern generator.
一方、本発明の受信装置は、送信装置から送信された無線信号を受信するアンテナ装置、前記アンテナ装置で受信された無線信号を所定の周波数帯のベースバンド信号へダウンコンバートすると共に指示された復調方式で復調して受信データを再生するモデムを含む受信系統を複数備え、
前記複数の受信系統で再生された受信データから前記秘匿データを抽出して出力する信号判定部と、
前記送信装置で用いられた変調方式及び搬送波周波数に対応する復調方式及びコンバージョン周波数の組み合わせパターンを生成するパターン発生部と、
前記パターン発生部で生成された組み合わせパターンにしたがって前記秘匿データを出力する受信系統を前記信号判定部へ指示すると共に、前記モデムに、前記無線信号に施す復調方式及びコンバージョン周波数を指示する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記受信系統毎に用いる復調方式及びコンバージョン周波数を、前記パターン発生部で生成された組み合わせパターンに基づいて所定の期間で切り替える構成である。
On the other hand, the receiving device of the present invention is an antenna device that receives a radio signal transmitted from a transmitting device, down-converts the radio signal received by the antenna device into a baseband signal of a predetermined frequency band, and indicates the indicated demodulation A plurality of receiving systems including modems that demodulate and reproduce received data
A signal determination unit that extracts and outputs the confidential data from the reception data reproduced by the plurality of reception systems;
A pattern generator for generating a combination pattern of a demodulation method and a conversion frequency corresponding to a modulation method and a carrier frequency used in the transmission device;
A control unit for instructing the modem to receive the secret data according to the combination pattern generated by the pattern generation unit to the signal determination unit, and for instructing the modem a demodulation method and a conversion frequency to be applied to the radio signal; ,
Have
The controller is
In this configuration, the demodulation method and the conversion frequency used for each reception system are switched in a predetermined period based on the combination pattern generated by the pattern generation unit.
本発明の無線通信システムは、上記記載の送信装置と、上記記載の受信装置とを有する。 The wireless communication system of the present invention includes the above-described transmission device and the above-described reception device.
本発明によれば、秘匿データの耐傍受性や秘匿性を維持しつつ、無線通信に利用する周波数帯域幅を低減できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the frequency bandwidth utilized for radio | wireless communication can be reduced, maintaining the interception resistance and secrecy of secret data.
次に本発明について図面を用いて説明する。
本発明では、秘匿データと共にダミーデータを同時に送信する。ここで、秘匿データ及びダミーデータの送受信に利用する通信方式としては、周波数分割多元接続(Frequency-Division Multiple Access:FDMA)方式のように、複数の搬送波周波数を利用する通信方式と、符号分割多元接続(Code Division Multiple Access:CDMA)方式のように、同一の搬送波周波数を利用する通信方式とに大別できる。
そこで、FDMA方式のように、複数の搬送波周波数を利用する(または利用可能な)通信方式の場合、図1に示すように秘匿データ及びダミーデータの送信に用いる搬送波周波数を予め設定した所定の期間(単位時間毎あるいは通信毎)で切り替える。さらに、図2に示すように秘匿データ及びダミーデータの送信に用いる変復調方式を予め設定した所定の期間(単位時間毎あるいは通信毎)で切り替える。
一方、CDMA方式のように、同一の搬送波周波数を利用する通信方式の場合、秘匿データ及びダミーデータの変調に用いる拡散符号を予め設定した所定の期間(単位時間毎あるいは通信毎)で切り替える。この場合、図3に示すよう秘匿データの送信電波とダミーデータの送信電波とが重なることで、見かけ上の電波形状が変更される。
Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present invention, the dummy data is transmitted simultaneously with the confidential data. Here, as a communication method used for transmission / reception of confidential data and dummy data, a communication method using a plurality of carrier frequencies, such as a frequency-division multiple access (FDMA) method, and a code division multiple It can be roughly classified into communication systems that use the same carrier frequency, such as a connection (Code Division Multiple Access: CDMA) system.
Therefore, in the case of a communication scheme that uses (or can use) a plurality of carrier frequencies, such as the FDMA scheme, a predetermined period in which carrier frequencies used for transmission of secret data and dummy data are set in advance as shown in FIG. Switch at every unit time or every communication. Further, as shown in FIG. 2, the modulation / demodulation method used for transmission of the secret data and the dummy data is switched in a predetermined period (every unit time or every communication).
On the other hand, in the case of a communication method using the same carrier frequency as in the CDMA method, the spreading code used for modulation of secret data and dummy data is switched in a predetermined period (every unit time or every communication). In this case, the apparent radio wave shape is changed by overlapping the transmission radio wave of the secret data and the transmission radio wave of the dummy data as shown in FIG.
図4は本発明の送信装置の一構成例を示すブロック図であり、図5は本発明の受信装置の一構成例を示すブロック図である。
図4に示すように、本発明の送信装置は、端末装置11、経路切替及びダミー出力部12、複数のモデム13、複数の電力増幅器14、複数のアンテナ装置15、制御部16及びパターン発生部17を有する構成である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of the transmission apparatus of the present invention, and FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of the reception apparatus of the present invention.
As shown in FIG. 4, the transmission device of the present invention includes a
図4に示すように、本発明の送信装置は、モデム13、電力増幅器14及びアンテナ装置15を含む送信系統10を複数備える。各送信系統10は、同一特性のモデム13、電力増幅器14及びアンテナ装置15で構成されていてもよく、異なる特性のモデム13、アンテナ装置14及び電力増幅器15で構成されていてもよい。電力増幅器14及びアンテナ装置15は、複数の搬送波周波数帯の無線信号が送信可能な構成でもよく、特定の搬送波周波数帯で最適に動作する構成でもよい。モデム13は、複数の変調方式のうち、指定された変調方式で入力データの変調が可能な構成である。また、モデム13は、複数の搬送波周波数のうち、入力データを指定された搬送波周波数の無線信号に変換可能な構成である。図4は、送信装置が、モデム13、電力増幅器14及びアンテナ装置15を含む送信系統10を3つ備える構成例を示しているが、送信系統10の数は2以上であればいくつでもよい。
As shown in FIG. 4, the transmission device of the present invention includes a plurality of
端末装置11は、図4に示す送信装置を利用するユーザが使用する機器であり、通信対象であるユーザデータ等の秘匿データを出力する。端末装置11は、例えばプログラムにしたがって処理を実行するCPU(Central Processing Unit)、メモリ、入力装置、出力装置等を備えた情報処理装置(コンピュータ)で実現できる。
なお、端末装置11は、送信装置に含まれる必要はなく、送信装置から独立した構成でもよい。
The
The
経路切替及びダミー出力部12は、制御部16の指示にしたがって、端末装置11からの秘匿データをいずれかの送信系統10(モデム13)へ出力する。また、経路切替及びダミー出力部12は、ダミーデータを生成し、該ダミーデータを、秘匿データを出力した送信系統10とは異なる送信系統(モデム13)10へ出力する。秘匿データまたはダミーデータを出力する送信系統は1つである必要はなく、複数であってもよい。
The path switching and
モデム13は、入力された秘匿データまたはダミーデータを、制御部16の指示にしたがって、指定された変調方式で変調すると共に、指定された搬送波周波数の無線信号へアップコンバートして出力する。モデム13は、例えば周知の周波数シンセサイザ及びアップコンバータを備え、周波数シンセサイザの発振周波数を変えることで、秘匿データ及びダミーデータを異なる搬送波周波数の無線信号へアップコンバート可能な構成である。モデム13による変調方式としては、振幅変調(AM)、位相変調(PM)、周波数変調(FM)等のアナログ変調、振幅シフトキーイング(ASK)、位相シフトキーイング(PSK)、周波数シフトキーイング(FSK)等のデジタル変調、直交振幅変調(QAM)、直交波周波数分割多重(OFDM)等の様々な方式が考えられる。これらの変調方式は、上記FDMA方式のように複数の搬送波周波数を利用可能である。また、モデム13による変調方式としては、上記CDMA方式で用いるスペクトラム拡散もある。モデム13は、例えば異なる変調方式を実現する複数の変調用のIC(Integrated Circuit)、DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等を備え、入力データの変調に用いるIC、DSP、FPGA等を切り替えることで変調方式を切り替えればよい。
The
電力増幅器14は、モデム13から出力された無線信号を送信に必要な電力まで増幅する。電力増幅器14で増幅された無線信号はアンテナ装置15から電波として放射される。モデム13から送信に必要な電力で無線信号が出力されている場合、電力増幅器14は無くてもよい。
The
制御部16は、経路切替及びダミー出力部12による秘匿データ及びダミーデータの出力先の切り替え動作、並びにモデム13による変調方式や搬送波周波数の切り替え動作を制御する。
The
パターン発生部17は、秘匿データ及びダミーデータの送信に用いる送信系統10毎の変調方式及び搬送波周波数の組み合わせパターンを生成する。制御部16は、パターン発生部17で生成された組み合わせパターンにしたがって、秘匿データ及びダミーデータを出力する送信系統10を経路切替及びダミー出力部12に指示する。また、制御部16は、パターン発生部17で生成された組み合わせパターンにしたがって、秘匿データまたはダミーデータに施す変調方式、並びに秘匿データ及びダミーデータの送信に用いる搬送波周波数を各モデム13に指示する。制御部16、パターン発生部17、並びに経路切替及びダミー出力部12は、例えばプログラムにしたがって処理を実行するCPUやDSP、メモリ等を備えた情報処理装置(コンピュータ)、または情報処理用のICで実現できる。
The
図5に示すように、本発明の受信装置は、端末装置21、信号判定部22、複数のモデム23、複数の無線信号受信部24及び複数のアンテナ装置25、制御部26及びパターン発生部27を有する構成である。本発明の受信装置は、図4に示した送信装置から送信された無線信号を受信し、該無線装置が送信に用いた変調方式及び搬送波周波数に対応する復調処理及びダウンコンバート処理を実施して秘匿データ及びダミーデータを再生する。
As shown in FIG. 5, the receiving device of the present invention includes a
図5に示すように、本発明の受信装置は、モデム23、無線信号受信部24及びアンテナ装置24を含む受信系統20を複数備える。各受信系統20は、同一特性のモデム23、無線信号受信部24及びアンテナ装置25で構成されていてもよく、異なる特性のモデム23、無線信号受信部24及びアンテナ装置25で構成されていてもよい。無線信号受信部24及びアンテナ装置25は、複数の搬送波周波数帯の無線信号が受信可能な構成でもよく、特定の搬送波周波数帯で最適に動作する構成でもよい。モデム23は、複数の復調方式のうち、指定された復調方式で入力された無線信号の復調が可能な構成である。また、モデムは、複数の搬送波周波数の無線信号を所定の周波数帯のベースバンド信号に変換可能な構成である。図5は、受信装置が、モデム23、無線信号受信部24及びアンテナ装置25を含む受信系統20を3つ備える構成例を示しているが、受信系統20の数は2以上であればいくつでもよい。
As shown in FIG. 5, the receiving device of the present invention includes a plurality of receiving
端末装置21は、図5に示す受信装置を利用するユーザが使用する機器であり、通信対象であるユーザデータ等の秘匿データを受信する。端末装置21は、例えばプログラムにしたがって処理を実行するCPU、メモリ、入力装置、出力装置等を備えた情報処理装置(コンピュータ)等で実現できる。
なお、端末装置21は、受信装置に含まれる必要はなく、受信装置から独立した構成でもよい。
The
The
アンテナ装置25は、送信装置から送信された無線信号を受信する。アンテナ装置25で受信された無線信号は無線信号受信部24により増幅されて出力される。無線信号受信部24は、受信した無線信号から所定の搬送波周波数帯の無線信号を抽出するフィルタ及び該無線信号を増幅する低雑音アンプ等を備えている。アンテナ装置25から十分な電力の無線信号が得られる場合、無線信号受信部24は無くてもよい。
The
モデム23は、制御部26の指示にしたがって、無線信号受信部24から出力された無線信号を所定の周波数帯のベースバンド信号へダウンコンバートする。また、モデム23は、複数の復調方式のうち、制御部26が指示する復調方式で無線信号の復調が可能な構成である。モデム23は、例えば周知の周波数シンセサイザ及びダウンコンバータを備え、周波数シンセサイザの発振周波数を変えることで、異なる搬送波周波数の無線信号を所定の周波数帯のベースバンド信号に変換することが可能である。モデム23による復調方式は、図4に示した送信装置で実施する変調方式に対応した復調方式である。モデム23は、例えば異なる復調方式を実現する複数の復調用のIC、DSP、FPGA等を備え、無線信号の復調に用いるIC、DSP、FPGA等を切り替えることで復調方式を切り替えればよい。
The
信号判定部22は、複数のモデム23から出力された秘匿データ及びダミーデータのうち、制御部26の指示にしたがって秘匿データを抽出し、端末装置21へ出力する。
The
制御部26は、信号判定部22による秘匿データの抽出動作、並びにモデム23による復調方式やコンバージョン周波数の切り替え動作を制御する。
パターン発生部27は、秘匿データ及びダミーデータの復調に用いる、受信系統20毎の復調方式及び搬送波周波数(コンバージョン周波数)の組み合わせパターンを生成する。制御部26は、パターン発生部27で生成された組み合わせパターンにしたがって、無線信号に施す復調方式やコンバージョン周波数を各モデム23に指示する。また、制御部26は、パターン発生部27で生成された組み合わせパターンにしたがって、信号判定部22に秘匿データを出力するモデムを指示し、該モデム23で再生された秘匿データを端末装置21へ出力させる。
The
The
制御部26、パターン発生部27及び信号判定部22は、例えばプログラムにしたがって処理を実行するCPUやDSP、メモリ等を備えた情報処理装置(コンピュータ)、または情報処理用のICで実現できる。
The
なお、図4は送信装置の構成例を示し、図5は受信装置の構成例を示しているが、図4及び図5に示した構成を組み合わせることで、送信装置及び受信装置の両方の機能を備えた通信機器を実現してもよい。その場合、図4及び図5に示した電力増幅器14及び無線信号受信部24をそれぞれ備え、経路切替及びダミー出力部12、並びに信号判定部22の機能を共通の回路で実現すればよい。本発明の無線通信システムは、図4に示した送信装置及び図5に示した受信装置を備え、該送信装置と受信装置間で秘匿データ及びダミーデータを送受信する構成であればよい。すなわち、本発明の無線通信システムには、上記通信機器間で秘匿データ及びダミーデータを送受信する構成も含まれる。
4 shows a configuration example of the transmission device and FIG. 5 shows a configuration example of the reception device. By combining the configurations shown in FIG. 4 and FIG. 5, functions of both the transmission device and the reception device are shown. You may implement | achieve the communication apparatus provided with. In that case, the
このような構成において、上述したように秘匿データとダミーデータとを同時に送信する構成では、無線通信に利用する周波数帯域を広い帯域幅で保持する必要がある。そこで、本発明では、秘匿データ及びダミーデータの同時送信に利用する送信系統10の数や帯域幅を制限する。さらに、本発明では、秘匿データやダミーデータの送信に利用する変調方式や搬送波周波数を予め設定した所定の期間(単位時間毎あるいは通信毎)で切り替える。
In such a configuration, as described above, in the configuration in which the secret data and the dummy data are transmitted at the same time, it is necessary to maintain a wide frequency band used for wireless communication. Therefore, in the present invention, the number and bandwidth of
秘匿データ及びダミーデータの送信に利用する送信系統10の数は、一方を秘匿データの送信に用い、他方をダミーデータの送信に用いるため、最も少ない場合で2となる。但し、常に一方の送信系統10を秘匿データの送信に用い、他方の送信系統10をダミーデータの送信に用いると、第三者に秘匿データが傍受される可能性を否定できない。そのため、本発明では、予め設定した所定の期間(単位時間毎あるいは通信毎)で秘匿データやダミーデータの送信に用いる送信系統10毎の変調方式及び搬送波周波数を切り替える。秘匿データ及びダミーデータの送信に用いる帯域幅は、例えば選択する変調方式や伝送速度によって制御できる。
本発明では、秘匿データまたはダミーデータのいずれか一方を、2つの送信系統10を用いて送信する期間を設けてもよい。その場合、送信装置が備える送信系統10及び受信装置が備える受信系統20は3以上であることが望ましい。秘匿データまたはダミーデータの送信に用いる送信系統10は、パターン発生部17で生成された組み合わせパターンにしたがって、制御部16が決定すればよい。
The number of
In the present invention, a period in which either one of the secret data or the dummy data is transmitted using the two
なお、秘匿データ及びダミーデータは、常に両方を送信する必要はなく、秘匿データのみを一つまたは複数の送信系統10を用いて送信する期間、あるいはダミーデータのみを一つまたは複数の送信系統10を用いて送信する期間を設けてもよい。
Note that it is not always necessary to transmit both the secret data and the dummy data. A period in which only the secret data is transmitted using one or a plurality of
図6は、秘匿データ及びダミーデータの送信に用いる変調方式、搬送波周波数及び送信系統数の切り替え例を示す模式図である。
図6に示す例では、時刻t=t0において、搬送波周波数をf0とする周波数帯でダミーデータを変調方式1で送信し、搬送波周波数をf1とする周波数帯で、ダミーデータよりも広い帯域幅となる変調方式2で秘匿データを送信している。また、時刻t=t1において、搬送波周波数をf2とする周波数帯で秘匿データを変調方式3で送信し、搬送波周波数をf3とする周波数帯で、秘匿データと同程度の帯域幅となる変調方式4でダミーデータを送信している。また、時刻t=t2において、搬送波周波数をf4とする周波数帯で秘匿データを変調方式5で送信し、搬送波周波数をf5とする周波数帯で、秘匿データと同程度の帯域幅となる変調方式6でダミーデータを送信し、さらに搬送波周波数をf6とする周波数帯で、秘匿データよりも狭い帯域幅となる変調方式7でダミーデータを送信している。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of switching between the modulation scheme, the carrier frequency, and the number of transmission systems used for transmission of secret data and dummy data.
In the example shown in FIG. 6, at time t = t 0 , dummy data is transmitted in the modulation scheme 1 in the frequency band where the carrier frequency is f 0 and wider than the dummy data in the frequency band where the carrier frequency is f 1. The secret data is transmitted by the modulation method 2 which is a bandwidth. Further, at time t = t 1 , the confidential data is transmitted in the modulation scheme 3 in the frequency band with the carrier frequency f 2, and the bandwidth is the same as that of the confidential data in the frequency band with the carrier frequency f 3. Dummy data is transmitted by the modulation method 4. Further, at time t = t 2 , the confidential data is transmitted by the modulation scheme 5 in the frequency band where the carrier frequency is f 4, and the bandwidth is about the same as the confidential data in the frequency band where the carrier frequency is f 5. sends dummy data modulation scheme 6, and further transmits a carrier frequency in a frequency band to f 6, the dummy data modulation scheme 7 as a narrower bandwidth than confidential data.
秘匿データ及びダミーデータの送信に用いる送信系統10、並びに変調方式及び搬送波周波数は、例えば共通鍵を用いて送信装置及び受信装置がそれぞれ決定すればよい。このように共通鍵を用いれば、秘匿データやダミーデータを送信する送信系統10の変調方式や搬送波周波数と、該秘匿データやダミーデータを受信する受信系統20の復調方式やコンバージョン周波数とを対応させることができる。共通鍵としては、周知の一方向性関数(例えば、MD5等のハッシュ関数)、該一方向性関数で計算する値を配列した数値表がある。その場合、送信装置及び受信装置は、同じ数値表及び一方向性関数を用いて得られる値(計算値)に基づき、送受信に用いる変復調方式や搬送波周波数の組み合わせパターンを順次生成すればよい。
一方向性関数で計算する値を配列した数値表は、送信装置及び受信装置でそれぞれ備える必要はなく、一方向性関数で計算する値(入力情報)は組み合わせパターン生成時に送信装置から受信装置へ通知してもよい。その場合、入力情報は、周知の共通鍵や公開鍵を用いて暗号化して通知してもよく、暗号化せずに通知してもよい。
The
The numerical table in which the values calculated by the one-way function are arranged does not need to be provided in each of the transmission device and the reception device. You may be notified. In that case, the input information may be notified by being encrypted using a known common key or public key, or may be notified without being encrypted.
送信装置が生成する組み合わせパターンには、送信系統10毎に用いる変調方式及び搬送波周波数、並びに秘匿データやダミーデータの送信に用いる送信系統10を識別する情報が含まれる。また、受信装置が生成する組み合わせパターンには、受信系統20毎に用いる復調方式及びコンバージョン周波数、並びに秘匿データやダミーデータを受信する受信系統20を識別する情報が含まれる。
The combination pattern generated by the transmission device includes the modulation scheme and carrier frequency used for each
組み合わせパターンは、予め送信装置と受信装置の時刻を同期させておき、例えば、予め決められたパターンの切り替え時刻、あるいはその直前に、送信装置及び受信装置が各々のパターン発生部17及び27を用いて生成すればよい。
パターンの切り替え時刻は、予め決めておく必要はなく、切り替え間隔をランダムに変更してもよい。その場合、例えば送信装置から受信装置へ予め次のパターンの切り替え時刻を通知すればよい。送信装置から受信装置へ通知するパターンの切り替え時刻は、次の切り替え時刻のみに限定されるものではなく、複数の切り替え時刻を同時に通知してもよい。
In the combination pattern, the time of the transmission device and the reception device is synchronized in advance. For example, the transmission device and the reception device use the respective
The pattern switching time does not need to be determined in advance, and the switching interval may be changed at random. In this case, for example, the next pattern switching time may be notified in advance from the transmission apparatus to the reception apparatus. The switching time of the pattern notified from the transmitting device to the receiving device is not limited to the next switching time, and a plurality of switching times may be notified at the same time.
組み合わせパターンは、パターンの切り替え時刻に生成する必要はなく、それ以前に生成して保存しておいてもよい。例えば、受信装置は、送信装置から次のパターンの切り替え時刻が通知された時点で、パターン発生部27を用いて次の組み合わせパターンを生成して保存してもよい。その場合、受信装置は、組み合わせパターンの生成完了を示す応答メッセージを送信装置へ返送し、送信装置は、該応答メッセージを受信した時点で、パターン発生部17を用いて次の組み合わせパターンを生成することが考えられる。
The combination pattern need not be generated at the pattern switching time, but may be generated and stored before that time. For example, the reception device may generate and store the next combination pattern using the
パターン発生部17及び27は、例えばパターンの切り替え時刻毎に、数値表から数値を順次読み出して一方向性関数で計算し、予め備える変換テーブルを用いて一方向性関数による算出値に対応する組み合わせパターンを選択すればよい。一方向性関数へ入力する値は、数値表から取得する必要はなく、周知の乱数生成器を用いて生成してもよい。
The
本発明によれば、秘匿データやダミーデータの同時送信に利用する送信系統10の数や帯域幅を制限するため、使用する周波数帯域を節約できる。さらに、本発明では、送信に利用する変調方式や搬送波周波数を予め設定した所定の期間(単位時間毎、通信毎、あるいなランダムな間隔)で切り替えるため、第三者による秘匿データの傍受を困難にできる。
したがって、秘匿データの耐傍受性や秘匿性を維持しつつ、無線通信に利用する周波数帯域幅を低減できる。
According to the present invention, since the number and bandwidth of the
Therefore, the frequency bandwidth used for wireless communication can be reduced while maintaining the interception resistance and confidentiality of the confidential data.
10 送信系統
11、21 端末装置
12 経路切替及びダミー出力部
13、23 モデム
14 電力増幅器
15、25 アンテナ装置
16、26 制御部
17、27 パターン発生部
20 受信系統
22 信号判定部
24 無線信号受信部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
入力された秘匿データを前記送信系統の少なくとも一つへ出力し、ダミーデータを、前記秘匿データを出力した前記送信系統とは異なる他の送信系統へ出力する経路切替及びダミー出力部と、
前記秘匿データ及び前記ダミーデータの送信に用いる変調方式及び搬送波周波数の組み合わせパターンを生成するパターン発生部と、
前記パターン発生部で生成された組み合わせパターンにしたがって前記経路切替及びダミー出力部に前記秘匿データ及び前記ダミーデータを出力する送信系統を指示し、前記モデムが実施する変調方式及び送信に用いる搬送波周波数、を指示する制御部と、
を有し、
前記モデムは、
実施する変調方式及び搬送波周波数を、前記パターン発生部で生成された組み合わせパターンに基づいて所定の期間で切り替える送信装置。 A plurality of transmission systems including a modem that modulates input data and outputs a radio signal having a predetermined carrier frequency and an antenna device that radiates the radio signal as a radio wave;
A route switching and dummy output unit that outputs the input secret data to at least one of the transmission systems, and outputs dummy data to another transmission system different from the transmission system that outputs the secret data,
A pattern generator for generating a combination pattern of a modulation scheme and a carrier frequency used for transmission of the secret data and the dummy data;
Instructing the transmission system for outputting the secret data and the dummy data to the path switching and dummy output unit according to the combination pattern generated by the pattern generation unit, the modulation scheme performed by the modem and the carrier frequency used for transmission, A control unit for instructing
Have
The modem is
A transmission apparatus that switches a modulation scheme and a carrier frequency to be performed in a predetermined period based on a combination pattern generated by the pattern generation unit.
前記秘匿データまたは前記ダミーデータのいずれか一方を2つの送信系統を用いて送信する期間を設ける請求項1記載の送信装置。 The controller is
The transmission apparatus according to claim 1, wherein a period for transmitting either the secret data or the dummy data using two transmission systems is provided.
前記複数の受信系統で再生された受信データから前記秘匿データを抽出して出力する信号判定部と、
前記送信装置で用いられた変調方式及び搬送波周波数に対応する復調方式及びコンバージョン周波数の組み合わせパターンを生成するパターン発生部と、
前記パターン発生部で生成された組み合わせパターンにしたがって前記秘匿データを出力する受信系統を前記信号判定部へ指示すると共に、前記モデムに、前記無線信号に施す復調方式及びコンバージョン周波数を指示する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記受信系統毎に用いる復調方式及びコンバージョン周波数を、前記パターン発生部で生成された組み合わせパターンに基づいて所定の期間で切り替える受信装置。 An antenna device that receives a radio signal transmitted from a transmitter, down-converts the radio signal received by the antenna device into a baseband signal of a predetermined frequency band, and demodulates the received data by demodulating it with an instructed demodulation method Equipped with multiple receiving systems including modems
A signal determination unit that extracts and outputs the confidential data from the reception data reproduced by the plurality of reception systems;
A pattern generator for generating a combination pattern of a demodulation method and a conversion frequency corresponding to a modulation method and a carrier frequency used in the transmission device;
A control unit for instructing the modem to receive the secret data according to the combination pattern generated by the pattern generation unit to the signal determination unit, and for instructing the modem a demodulation method and a conversion frequency to be applied to the radio signal; ,
Have
The controller is
A receiving apparatus that switches a demodulation method and a conversion frequency to be used for each reception system in a predetermined period based on a combination pattern generated by the pattern generation unit.
請求項4に記載の受信装置と、
を有する無線通信システム。 The transmission device according to any one of claims 1 to 3,
A receiving device according to claim 4;
A wireless communication system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015077580A JP6561541B2 (en) | 2015-04-06 | 2015-04-06 | Transmitting apparatus and wireless communication system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015077580A JP6561541B2 (en) | 2015-04-06 | 2015-04-06 | Transmitting apparatus and wireless communication system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016197835A true JP2016197835A (en) | 2016-11-24 |
JP6561541B2 JP6561541B2 (en) | 2019-08-21 |
Family
ID=57358529
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015077580A Active JP6561541B2 (en) | 2015-04-06 | 2015-04-06 | Transmitting apparatus and wireless communication system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6561541B2 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004336720A (en) * | 2003-04-18 | 2004-11-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Transmitter and receiver |
JP2006230025A (en) * | 2002-02-28 | 2006-08-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Communication apparatus and communication method |
JP2008011159A (en) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Kyocera Corp | Communication system, base station apparatus, mobile terminal, and communication control method |
WO2008044790A1 (en) * | 2006-10-06 | 2008-04-17 | Nec Corporation | Communication device, communication system, communication method and communication program |
JP2010041446A (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Radio device and method of modulating signal |
JP2011109632A (en) * | 2009-10-22 | 2011-06-02 | Sony Corp | Radio transmission system, radio communication apparatus, and radio transmission method |
US20130031358A1 (en) * | 2011-07-26 | 2013-01-31 | The Boeing Company | Wireless network security |
-
2015
- 2015-04-06 JP JP2015077580A patent/JP6561541B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006230025A (en) * | 2002-02-28 | 2006-08-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Communication apparatus and communication method |
JP2004336720A (en) * | 2003-04-18 | 2004-11-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Transmitter and receiver |
JP2008011159A (en) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Kyocera Corp | Communication system, base station apparatus, mobile terminal, and communication control method |
WO2008044790A1 (en) * | 2006-10-06 | 2008-04-17 | Nec Corporation | Communication device, communication system, communication method and communication program |
JP2010041446A (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Radio device and method of modulating signal |
JP2011109632A (en) * | 2009-10-22 | 2011-06-02 | Sony Corp | Radio transmission system, radio communication apparatus, and radio transmission method |
US20130031358A1 (en) * | 2011-07-26 | 2013-01-31 | The Boeing Company | Wireless network security |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6561541B2 (en) | 2019-08-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101518008B (en) | System and method for communicating data using symbol-based randomized orthogonal frequency division multiplexing (ofdm) | |
US10491261B1 (en) | Multi carrier frequency modulation spread spectrum communication system | |
CN101518007B (en) | System and method for communicating data using symbol-based randomized orthogonal frequency division multiplexing (ofdm) with selected subcarriers turned on or off | |
CN101518006B (en) | System and method for applying frequency domain spreading to multi-carrier communications signals | |
US20180219713A1 (en) | Common Broadcast Channel Low PAPR Signaling in Massive MIMO Systems | |
CN101518004B (en) | Method of communicating and associated transmitter using coded orthogonal frequency division multiplexing (cofdm) | |
JP4323669B2 (en) | Data transmission apparatus and data transmission method | |
Liu et al. | A secure and robust frequency and time diversity aided OFDM–DCSK modulation system not requiring channel state information | |
KR100915769B1 (en) | Method and apparatus for encryption of over-the-air communications in a wireless communication system | |
CN101518005A (en) | System and method for communicating data using symbol-based randomized orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) with applied frequency domain spreading | |
KR101881426B1 (en) | Uplink access method, apparatus, and system | |
JP2004336720A (en) | Transmitter and receiver | |
JP2004135302A5 (en) | ||
WO2019088694A1 (en) | Method for determining initial value of sequence in wireless communication system and device therefor | |
JP2012529246A (en) | Method and apparatus for amplifying and transmitting signals | |
WO2016169414A1 (en) | Multiuser information processing method and apparatus | |
JP2012165252A (en) | Transmitter, receiver, and communication system | |
WO2021197343A1 (en) | Multiple access wireless communications using a non-gaussian manifold | |
KR20120071951A (en) | Apparatus and method for transmitting and receiving | |
JP6561541B2 (en) | Transmitting apparatus and wireless communication system | |
JP2018137702A (en) | Radio transmission method | |
JP2020061754A (en) | Communication system and communication terminal using waveform selection filter | |
EP3484115B1 (en) | Data transmission method and network device thereof | |
JP2914446B1 (en) | Channel allocation method, transmission / reception device, and communication system | |
US9031159B2 (en) | Communication device and communication method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180302 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181129 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181218 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190131 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190625 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190708 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6561541 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |