一种针对时分双工系统的安全保密通信方法及装置与流程

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。

技术实现要素：

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。