專利名稱：實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送、接收方法、裝置和通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送、接收的方法、裝置和通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
社會中移動通信、無線局域網(wǎng)和無線廣播等無線通信技術(shù)無處不在，無線通信技術(shù)給人們的生活、工作帶來了極大的便利。就在無線通信技術(shù)帶來諸多便捷的同時，無線通信的安全性嫩也越來越受到人們的重視。特別是在移動支付和軍事通信等應(yīng)用中，無線通信的安全性顯得尤為重要。然而，電磁信號傳播的廣播性和開放性導(dǎo)致通信信號容易被竊聽者檢測和截獲，因此，無線通信比有線通信具有更大的安全隱患。目前，實現(xiàn)無線通信安全的方法主要有兩種:第一種方法是簡單移植了有線通信的安全機制，即在協(xié)議高層采用密鑰加密，如通過對信源加密來避免信息泄露。但是，該方法忽略了無線通信信號在物理層易被截獲的問題。第二種方法是采用序列擴頻/跳頻和超寬帶等技術(shù)在物理層降低無線通信信號被截獲的概率，即，該方法從信號的時/頻域信息入手提高了竊聽者還原無線通信信號的難度。但是，該方法由于需要進行時/頻域的快速切換，因此，存在著對系統(tǒng)的硬件資源要求較高的問題；同時，還會占用較寬的帶寬，使有限的頻譜資源更加稀缺。針對于以上現(xiàn)有技術(shù)方案，本發(fā)明迫切需要解決的一個技術(shù)問題是:如何提供一種無線通信信號的發(fā)送、接收和通信方案，保證無線通信信號的傳輸過程在物理層的安全性。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供了實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送、接收的方法、裝置和通信系統(tǒng)，以保證無線通信信號的傳輸過程在物理層的安全性。本發(fā)明實施例公開了如下技術(shù)方案:一種實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送方法，包括:接收合法接收端發(fā)送的反向?qū)ьl序列，根據(jù)無線信道的互易性原理，通過所述反向?qū)ьl序列估計出發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣；根據(jù)所述發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和預(yù)先設(shè)置的接收天線的加權(quán)矢量集合，確定發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合，其中，接收天線的加權(quán)矢量、發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和發(fā)送天線的加權(quán)矢量三者之間的乘積值為一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值；從所述發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合中選取預(yù)先指定的加權(quán)矢量，選取的發(fā)送天線的加權(quán)矢量的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同；將一個原始符號分割成發(fā)送片段符號，所述發(fā)送片段符號的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同；將選取的發(fā)送天線的加權(quán)矢量作為發(fā)送片段符號的權(quán)值，對所述發(fā)送片段符號進行加權(quán)處理，生成發(fā)送片段符號矢量；在一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時發(fā)送一個發(fā)送片段符號矢量。一種實現(xiàn)安全通信的信號接收方法，當(dāng)在接收信號之前，向發(fā)送端發(fā)送反向?qū)ьl序列的條件下，所述方法包括:在一個原始符號接收周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時接收一個接收片段符號矢量；從預(yù)先設(shè)置的接收天線的加權(quán)矢量集合中選取預(yù)先指定的加權(quán)矢量，選取的加權(quán)矢量的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同；利用選取的接收天線的加權(quán)矢量對所述接收片段符號矢量進行加權(quán)處理，生成接收片段符號；將所述接收片段符號除以一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值，得到發(fā)送片段符號，所述預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值為接收天線的加權(quán)矢量、發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和發(fā)送天線的加權(quán)矢量二者之間的乘積值；將連續(xù)的且個數(shù)為預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)的所述發(fā)送片段符號組合為一個原始符號。一種實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送方法，當(dāng)在發(fā)送信號之前，向合法接收端發(fā)送正向?qū)ьl序列的條件下，所述方法包括:從預(yù)先設(shè)置的發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合中選取預(yù)先指定的加權(quán)矢量，選取的加權(quán)矢量的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同；將一個原始符號分割成發(fā)送片段符號，所述發(fā)送片段符號的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同；將選取的發(fā)送天線的加權(quán)矢量作為發(fā)送片段符號的權(quán)值，對所述發(fā)送片段符號進行加權(quán)處理，生成發(fā)送片段符號矢量；在一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時發(fā)送一個發(fā)送片段符號矢量。一種實現(xiàn)安全通信的信號接收方法，包括:接收發(fā)送端發(fā)送的正向?qū)ьl序列，通過所述正向?qū)ьl序列估計出發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣；根據(jù)所述發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和預(yù)先設(shè)置的發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合，確定接收天線的加權(quán)矢量集合，其中，接收天線的加權(quán)矢量、發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和發(fā)送天線的加權(quán)矢量三者之間的乘積值為一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值；在一個原始符號接收周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時接收一個接收片段符號矢量；從所述接收天線的加權(quán)矢量集合中選取預(yù)先指定的加權(quán)矢量，選取的加權(quán)矢量的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同；利用選取的接收天線的加權(quán)矢量對所述接收片段符號矢量進行加權(quán)處理，生成接收片段符號；將所述接收片段符號除以所述預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值，得到發(fā)送片段符號；將連續(xù)的且個數(shù)為預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)的所述發(fā)送片段符號組合為一個原始符號。一種實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送裝置，包括:第一信道估計單元，用于接收合法接收端發(fā)送的反向?qū)ьl序列，根據(jù)無線信道的互易性原理，通過所述反向?qū)ьl序列估計出發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣；第一加權(quán)矢量確定單元，用于根據(jù)所述發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和預(yù)先設(shè)置的接收天線的加權(quán)矢量集合，確定發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合，其中，接收天線的加權(quán)矢量、發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和發(fā)送天線的加權(quán)矢量三者之間的乘積值為一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值；第一加權(quán)矢量選取單元，用于從所述發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合中選取預(yù)先指定的加權(quán)矢量，選取加權(quán)矢量的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同；符號分割單元，用于將一個原始符號分割成發(fā)送片段符號，所述發(fā)送片段符號的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同；第一加權(quán)處理單元，用于將選取的發(fā)送天線的加權(quán)矢量作為發(fā)送片段符號的權(quán)值，對所述發(fā)送片段符號進行加權(quán)處理，生成發(fā)送片段符號矢量；發(fā)送單元，用于在一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時發(fā)送一個發(fā)送片段符號矢量。一種實現(xiàn)安全通信的信號接收裝置，當(dāng)在接收信號之前，向發(fā)送端發(fā)送反向?qū)ьl序列的條件下，所述裝置包括:接收單元，用于在一個原始符號接收周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時接收一個接收片段符號矢量；第二加權(quán)矢量選取單元，用于從預(yù)先設(shè)置的接收天線的加權(quán)矢量集合中選取預(yù)先指定的加權(quán)矢量，選取加權(quán)矢量的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同；第二加權(quán)處理單元，用于利用選取的接收天線的加權(quán)矢量對所述接收片段符號矢量進行加權(quán)處理，生成接收片段符號；解調(diào)單元，用于將所述接收片段符號除以一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值，得到發(fā)送片段符號，所述預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值為接收天線的加權(quán)矢量、發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和發(fā)送天線的加權(quán)矢量三者之間的乘積值；符號組合單元，用于將連續(xù)的且個數(shù)為預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)的所述發(fā)送片段符號組合為一個原始符號?！N實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送裝置，當(dāng)在當(dāng)發(fā)送信號之前，向合法接收端發(fā)送正向?qū)ьl序列的條件下，所述裝置包括:第三加權(quán)矢量選取單元，用于從預(yù)先設(shè)置的發(fā)送天線的加權(quán)矢量結(jié)合中選取預(yù)先指定的加權(quán)矢量，選取加權(quán)矢量的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同；符號分割單元，用于將一個原始符號分割成發(fā)送片段符號，所述發(fā)送片段符號的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同；第一加權(quán)處理單元，用于將選取的發(fā)送天線的加權(quán)矢量作為發(fā)送片段符號的權(quán)值，對所述發(fā)送片段符號進行加權(quán)處理，生成發(fā)送片段符號矢量；發(fā)送單元，用于在一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時發(fā)送一個發(fā)送片段符號矢量。
一種實現(xiàn)安全通信的信號接收裝置，包括:第二信道估計單元，用于接收發(fā)送端發(fā)送的正向?qū)ьl序列，通過所述正向?qū)ьl序列估計出發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣；第二加權(quán)矢量確定單元，用于根據(jù)所述發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和預(yù)先設(shè)置的發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合，確定接收天線的加權(quán)矢量集合，其中，接收天線的加權(quán)矢量、發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和發(fā)送天線的加權(quán)矢量三者之間的乘積值為一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值；接收單元，用于在一個原始符號接收周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時接收一個接收片段符號矢量；第二加權(quán)矢量選取單元，用于從所述接收天線的加權(quán)矢量集合中選取預(yù)先指定的加權(quán)矢量；第二加權(quán)處理單元，用于利用選取的接收天線的加權(quán)矢量對所述接收片段符號矢量進行加權(quán)處理，生成接收片段符號；解調(diào)單元，用于將所述接收片段符號除以所述預(yù)先預(yù)置的常數(shù)值，得到發(fā)送片段符號;符號組合單元，用于連續(xù)的且個數(shù)為預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)的所述發(fā)送片段符號組合為一個原始符號。一種實現(xiàn)安全通信的信號通信系統(tǒng)，其特征在于，包括上述任意一種發(fā)送裝置、以及上述任意一種接收裝置。由上述實施例可以看出，本發(fā)明技術(shù)方案考慮了無線傳播的本質(zhì)屬性，即空域信息(也就是無線信道的狀態(tài)信息)，基于發(fā)送端與合法接收端之間的信道狀態(tài)信息生成等效信道信息，且在每一次發(fā)送信號時，采用的等效信道信息都不同，該等效信道狀態(tài)為發(fā)送端與合法接收端之間的信道狀態(tài)信息與發(fā)送天線的加權(quán)矢量的乘積，再利用該等效信道信息對發(fā)送信號進行調(diào)制處理。對于竊聽者而言，由于其無法獲知發(fā)送端在每一次發(fā)送信號時采用的等效信道信息，因此，也就無法對接收到的信號進行解調(diào)處理，從而保證了無線通信的安全性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明一種實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送方法的一個實施例的流程圖；圖2為本發(fā)明一種實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送方法的另一個實施例的流程圖；圖3為本發(fā)明一種實現(xiàn)安全通信的信號接收方法的一個實施例的一種流程圖；圖4為本發(fā)明一種實現(xiàn)安全通信的信號接收方法的一個實施例的另一種流程圖；圖5為本發(fā)明一種實現(xiàn)安全通信的信號接收方法的另一個實施例的流程圖；圖6為本發(fā)明另一種實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送方法的一個實施例的流程圖；圖7為本發(fā)明另一種實現(xiàn)安全通信的信號接收方法的一個實施例的流程圖8為本發(fā)明一種實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送裝置的一個實施例結(jié)構(gòu)圖；圖9為本發(fā)明一種實現(xiàn)安全通信的信號接收裝置的一個實施例的一種結(jié)構(gòu)圖；圖10為本發(fā)明一種實現(xiàn)安全通信的信號接收裝置的一個實施例的另一種結(jié)構(gòu)圖；圖11為本發(fā)明另一種實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送裝置的一個實施例結(jié)構(gòu)圖；圖12為本發(fā)明另一種實現(xiàn)安全通信的信號接收裝置的一個實施例結(jié)構(gòu)圖；圖13為本發(fā)明一種實現(xiàn)安全通信的信號通信系統(tǒng)的一個實施例結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式本發(fā)明實施例提供了有關(guān)無線通信信號發(fā)送、接收的方法、裝置和通信系統(tǒng)。在本發(fā)明的方案中，考慮了無線傳播的本質(zhì)屬性，即空域信息(也就是無線信道的狀態(tài)信息)，基于發(fā)送端與合法接收端之間的信道的狀態(tài)信息生成等效信道信息，且在每一次發(fā)送信號時，采用的等效信道信息都不同，該等效信道狀態(tài)為發(fā)送端與合法接收端之間的信道狀態(tài)信息與發(fā)送天線的加權(quán)矢量的乘積，再利用該等效信道信息對發(fā)送信號進行解調(diào)處理。對于竊聽者而言，由于其無法獲知發(fā)送端在每一次發(fā)送信號時采用的等效信道信息，因此，也就無法對接收到的信道進行解調(diào)處理，從而保證了無線通信的安全性。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例進行詳細描述。實施例一請參閱圖1，其為本發(fā)明一種實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送方法的一個實施例的流程圖，該方法包括以下步驟:步驟101:接收合法接收端發(fā)送的反向?qū)ьl序列，根據(jù)無線信道的互易性原理，通過所述反向?qū)ьl序列估計出發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣；其中，對于發(fā)送端而言，如果是基于反向?qū)ьl序列進行信道估計，竊聽者無法估計出發(fā)送端與竊聽者之間的信道矩陣，竊聽者根本無法正常接收信號?？梢?，基于反向?qū)ьl比基于正向?qū)ьl可以達到更加安全的效果。步驟102:根據(jù)所述發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和預(yù)先設(shè)置的接收天線的加權(quán)矢量集合，確定發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合，其中，接收天線的加權(quán)矢量、發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和發(fā)送天線的加權(quán)矢量三者之間的乘積值為一個預(yù)先預(yù)置的常數(shù)值；在本發(fā)明的方案中，可以在發(fā)送信號之前任意設(shè)置一個常數(shù)值作為接收天線的加權(quán)矢量、發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和發(fā)送天線的加權(quán)矢量三者之間的乘積值。而為了方便計算，可以將該常數(shù)值設(shè)置為I。例如，&為接收天線的一個加權(quán)矢量，H為根據(jù)反向?qū)ьl序列估計出的發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣，W1為發(fā)送天線的一個加權(quán)矢量，如果gl和W1都為列向量(無論
是在實數(shù)域下還是復(fù)數(shù)域下)，顯然，存在關(guān)系式f Hw,, =CjC為預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值，g;為
gl的共軛轉(zhuǎn)置。并利用關(guān)系式g;Hw; =CT,計算出無窮多個W1的解?？梢詮臒o窮多個解中任意選取一個解作為與該gi對應(yīng)的一個W1,即，一個gi對應(yīng)一個Wp此外,也可以從無窮多個解中g(shù)i任意選取多個W1的解,即，一個gi對應(yīng)多個Wp當(dāng)然,如果gi和W1都為實數(shù)域下的列向量，上述關(guān)系式變?yōu)間lTHWl = c，glT為gl的轉(zhuǎn)置。當(dāng)然，如果gl為一個行向量(無論是在實數(shù)域下還是復(fù)數(shù)域下)，而W1為一個列向量(無論是在實數(shù)域下還是復(fù)數(shù)域下)，顯然，存在如下關(guān)系式:glHWl = C。需要說明的是，信道補償矢量W1中的元素值Wnl為非零時，其對應(yīng)的發(fā)送天線處于工作狀態(tài)，否則，其對應(yīng)的發(fā)送天線處于非工作狀態(tài)，其中，η = 1，…N，I = 1，…K。步驟103:從所述發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合中選擇預(yù)先指定的加權(quán)矢量，選擇的發(fā)送天線的加權(quán)矢量的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同；例如，可以在一個加權(quán)矢量選擇規(guī)則中預(yù)先指定在發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合中所有加權(quán)矢量的選擇順序。如，在發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合中共有5個加權(quán)矢量，S卩，W1, W2,W3、W4和W5,并在加權(quán)矢量選擇規(guī)則中指定了所有加權(quán)矢量選擇順序為WyWyWpW1和W5,如果預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)為3，預(yù)先指定的加權(quán)矢量為w2、W3和W4,從發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合中選取的加權(quán)矢量為:w2、w3和w4。加權(quán)矢量的選擇個數(shù)與原始符號發(fā)送周內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同。預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)為信道跳變頻率與一個原始符號發(fā)送周期的乘積值。信道跳變頻率是指單位時間內(nèi)信道跳變的次數(shù)。假設(shè)一個原始符號發(fā)送周期為Ts，信道跳變頻率為f，預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)L = fTs。如果L = 1，表示信道在一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)并不進行跳變。步驟104:將一個原始符號分割成發(fā)送片段符號，所述發(fā)送片段符號的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同；在本發(fā)明的技術(shù) 方案中，可以將原始符號平均分割成多個發(fā)送片段符號，也可以采用非平均的分割方式，也就是說，采用何種分割方式并不會影響本發(fā)明技術(shù)方案的實現(xiàn)，只要保證分割后的發(fā)送片段符號的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同即可。步驟105:將選取的發(fā)送天線的加權(quán)矢量作為發(fā)送片段符號的權(quán)值，對所述發(fā)送片段符號進行加權(quán)處理，生成發(fā)送片段符號矢量；例如，S1為一個發(fā)送片段符號，I = 1，…L，wri為步驟103中選取出的發(fā)送天線的加權(quán)矢量，r I e {1,2,…，K}，K為接收天線的加權(quán)矢量集合中加權(quán)矢量的個數(shù)，K彡1，生成的發(fā)送片段符號矢量為X1 = WriS1 e CNX1。步驟106:在一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時發(fā)送一個發(fā)送片段符
號矢量。在本發(fā)明的方案中，可以采用任何一種方式預(yù)先為接收天線設(shè)置一個接收天線的加權(quán)矢量集合，在接收天線的加權(quán)矢量集合中包含有至少一個加權(quán)矢量。例如，下面以無線通信系統(tǒng)中存在M個接收天線為例，說明一種設(shè)置接收天線的加權(quán)矢量結(jié)合的方法。先隨機生成一個滿秩矩陣，Q e HM，其中，Q為滿秩矩陣，Hm為MXM維復(fù)矩陣空間；再對該滿秩矩陣滿秩進行奇異值分解，使Q = UE VH，其中，Σ為對角矩陣，U，V e Cmxm均為酉矩陣；選取任意一個酉矩陣的列向量為接收天線的加權(quán)矢量，生成接收天線的加權(quán)矢量集合G = {gl,g2，&3，…，g]J，其中，gl = [gll，&1，...gill* e CMX1, 1 = 1,…K。根據(jù)酉矩陣的性質(zhì),在一個酉矩陣中，各列向量相互正交，具有不相關(guān)性，可作為接收天線的加權(quán)矢量。由上述實施例可以看出，本發(fā)明技術(shù)方案考慮了無線傳播的本質(zhì)屬性，即空域信息(也就是無線信道的狀態(tài)信息)，基于發(fā)送端與合法接收端之間的信道的狀態(tài)信息生成等效信道信息，且在每一次發(fā)送信號時，采用的等效信道信息都不同，該等效信道狀態(tài)為發(fā)送端與合法接收端之間的信道狀態(tài)信息與發(fā)送天線的加權(quán)矢量的乘積，再利用該等效信道信息對發(fā)送信號進行調(diào)制處理。對于竊聽者而言，由于其無法獲知發(fā)送端在每一次發(fā)送信號時采用的等效信道信息，因此，也就無法對接收到的信號進行解調(diào)處理，從而保證了無線通信的安全性。實施例二下面以包含有N(N彡2)個發(fā)送天線和M(M彡2)個接收天線的一個無線通信系統(tǒng)為例，詳細說明在該無線通信系統(tǒng)中對無線通信信號進行發(fā)送的方法。在執(zhí)行發(fā)送方法之前，預(yù)先設(shè)置一個跳空圖案，該跳空圖案中包括四個元素，分別為接收天線的加權(quán)矢量集合、加權(quán)矢量選擇規(guī)則、常數(shù)值和信道跳變頻率。其中，接收天線的加權(quán)矢量集合G= {gl,g2^ g3，…，gj，Si = [gll，g2i，...gill* e CMX1, 1 = 1,…K, K 為接收天線的加權(quán)矢量集合中加權(quán)矢量的個數(shù)，K ^ I ;加權(quán)矢量選擇規(guī)則中規(guī)定了發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合中所有加權(quán)矢量的選擇順序；跳空圖案中設(shè)定了常數(shù)值為I。發(fā)送端保存上述預(yù)先設(shè)置的跳空圖案。如圖2所示，其為本發(fā)明一種實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送方法的另一個實施例的流程圖，該發(fā)送方法包括以下步驟:步驟201:發(fā)送端接收合法發(fā)送端發(fā)送的反向?qū)ьl序列，根據(jù)無線信道的互易性原理，估計出發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣H ；無線信道的互易性是指，由于電磁波在兩個相反方向傳播的過程中，要經(jīng)歷相同的擾動，如，反射、散射和衍射等 ，所以在相同的時間、位置和頻率情況下，發(fā)送端與合法接收端雙方所估計的信道是相同的。因此，發(fā)送端可以根據(jù)反向?qū)ьl序列估計合法接收端與發(fā)送端之間的反向信道矩陣，在根據(jù)反向信道矩陣估計出發(fā)送端與合法接收端之間的正向信道矩陣 H = Dvh2,…，hN] e Cmxn，其中，hi = [hn，h2i，…，hMir，i = l，…，1(:_表示MXN維復(fù)數(shù)域空間，上標(biāo)*表示共軛轉(zhuǎn)置運算。步驟202:發(fā)送端根據(jù)估計出的信道矩陣H、接收天線的加權(quán)矢量集合G和預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值，確定發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合W ;例如，gl為接收天線的一個加權(quán)矢量，H為發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣，W1為發(fā)送天線的一個加權(quán)矢量，且gl和W1都為復(fù)數(shù)域下的一個列向量，替;為gl的共軛轉(zhuǎn)置，
則利用關(guān)系式g>Iw, = I，可計算出無窮多個W1的解，可從無窮多個解中任意選取一個解作為與該gi對應(yīng)的一個W1，最終可確定發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合W = (W1, W2, W3,..., wj , W1=[W11, W21,..., Wn1]* e Cnxi, 1 = 1,…K, K為發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合中加權(quán)矢量的個數(shù)，K > I。接收天線的加權(quán)矢量gl與發(fā)送天線的加權(quán)矢量W1之間存在一一對應(yīng)的關(guān)系。步驟203:發(fā)送端根據(jù)信道跳變頻率，確定預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)L ；步驟204:發(fā)送端從發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合中選取加權(quán)矢量選擇規(guī)則中所指定的前L個加權(quán)矢量；
步驟205:發(fā)送端將一個原始符號分割成L個發(fā)送片段符號；步驟206:發(fā)送端利用選擇的發(fā)送天線的L個加權(quán)矢量對L個發(fā)送片段符號進行加權(quán)處理，生成L個發(fā)送片段符號矢量；步驟207:發(fā)送端在一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)，以當(dāng)每次信道跳變時發(fā)送一個發(fā)送片段符號矢量的方式，發(fā)送L個發(fā)送片段符號矢量。重復(fù)執(zhí)行步驟202-207，完成剩余原始符號的發(fā)送。需要說明的是，除了上述結(jié)構(gòu)的跳空圖案之外，還可以預(yù)先設(shè)置另外一個結(jié)構(gòu)的跳空圖案，該跳空圖案中包括的四個元素分別為接收天線的加權(quán)矢量集合、加權(quán)矢量選擇規(guī)則、常數(shù)值和預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)。在該結(jié)構(gòu)的跳空圖案下，可省略步驟203，直接根據(jù)跳空圖案中所指示的信道跳變次數(shù)L執(zhí)行步驟204和205。由上述實施例可以看出，本發(fā)明技術(shù)方案考慮了無線傳播的本質(zhì)屬性，即空域信息(也就是無線信道的狀態(tài)信息)，基于發(fā)送端與合法接收端之間的信道的狀態(tài)信息生成等效信道信息，且在每一次發(fā)送信號時，采用的等效信道信息都不同，該等效信道狀態(tài)為發(fā)送端與合法接收端之間的信道狀態(tài)信息與發(fā)送天線的加權(quán)矢量的乘積，再利用該等效信道信息對發(fā)送信號進行調(diào)制處理。對于竊聽者而言，由于其無法獲知發(fā)送端在每一次發(fā)送信號時采用的等效信道信息，因此，也就無法對接收到的信號進行解調(diào)處理，從而保證了無線通信的安全性。實施例三與上述一種實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送方法相對應(yīng)，本發(fā)明實施例還提供了一種實現(xiàn)安全通信的信號接收方法。請參閱圖3，其為本發(fā)明一種實現(xiàn)安全通信的信號接收方法的一個實施例的流程圖，當(dāng)在接收信號之前，向發(fā)送端發(fā)送反向?qū)ьl序列的條件下，該方法包括以下步驟:步驟301:在一個原始符號接收周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時接收一個接收片段符號矢量；例如，如果發(fā)送端發(fā)送的一個發(fā)送片段符號矢量為X1 = WriS1 e CNX1，SlS—個發(fā)送片段符號，1 = 1，…L，wri為選取的發(fā)送天線的加權(quán)矢量，Γ1 e {1，2，…，K}，合法接收端接收的一個接收片段符號矢量為R1 = Hx1 = HwriS1, H為發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣。步驟302:從預(yù)先設(shè)置的接收天線的加權(quán)矢量集合中選取預(yù)先指定的加權(quán)矢量，選取的加權(quán)矢量的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同；該步驟中預(yù)先設(shè)置的接收天線的加權(quán)矢量集合與發(fā)送方法中的預(yù)先設(shè)置的接收天線的加權(quán)矢量集合相同。關(guān)于該加權(quán)矢量集合的設(shè)置方法可以參見實施例一中的說明，此處不再贅述?？梢栽谝粋€加權(quán)矢量選擇規(guī)則中預(yù)先指定在接收天線的加權(quán)矢量集合中所有加權(quán)矢量的選擇順序，且該順序與實施例一中規(guī)定的發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合中所有加權(quán)矢量的選擇順序相同。也就是說，例如，如果在發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合中共有5個加權(quán)矢量,即,WpWyWy W4和W5,在加權(quán)矢量選擇規(guī)則中指定的選擇順序為WyWyWpW1和W5,那么，在加權(quán)矢量選擇規(guī)則中指定的接收天線的所有加權(quán)矢量選擇順序即為g2、g3、g4、gl和g5。如果預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)為3，預(yù)先指定的加權(quán)矢量為g2、g3和g4，從接收天線的加權(quán)矢量集合中選擇加權(quán)矢量:g2、g3和gp加權(quán)矢量的選擇個數(shù)與原始符號發(fā)送周內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同。預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)為信道跳變頻率與一個原始符號發(fā)送周期的乘積值。步驟303:利用選取的接收天線的加權(quán)矢量對所述接收片段符號矢量進行加權(quán)處理，生成接收片段符號；例如，gn為步驟302中選取出的接收天線的加權(quán)矢量，且gri為復(fù)數(shù)域下的列向量，rie {1,2,…，K}，K為接收天線的加權(quán)矢量集合中加權(quán)矢量的個數(shù)，K彡1，生成的接收片段符號為yi = gri*Ri = gri*Hxi = gr^HWnSp由于gZHWn =預(yù)置常數(shù)值c,因此,yi
—CS]_ ο步驟304:將所述接收片段符號除以一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值，得到發(fā)送片段符號，所述預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值為接收天線的加權(quán)矢量、發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和發(fā)送天線的加權(quán)矢量三者之間的乘積值；通過該步驟計算，即可得到發(fā)送片段符號S10步驟305:將連續(xù)的且個數(shù)為預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)的所述發(fā)送片段符號組合為一個原始符號。假設(shè)在發(fā)送端將一個原始符號分割成為3個片段符號，則合法接收端將還原出的3個連續(xù)的發(fā)送片段符號組成一個原始符號。合法接收端接收的信號往往還會受到噪聲的干擾，如，加性高斯白噪聲。如果考慮到噪聲的影響，上述接收片段符號Y1 = EriiHwriS^v1 = CSjv1, V1為噪聲信號,優(yōu)選的,上述步驟304之前，對所述接收片段符號進行去噪處理；則步驟304為:將去噪處理后的接收片段符號除以一個預(yù)先設(shè) 置的常數(shù)值，得到發(fā)送片段符號，如圖4所示。例如，針對加性高斯白噪聲，去噪處理可以為內(nèi)積相關(guān)檢測。由上述實施例可以看出，本發(fā)明技術(shù)方案考慮了無線傳播的本質(zhì)屬性，即空域信息(也就是無線信道的狀態(tài)信息)，基于發(fā)送端與合法接收端之間的信道的狀態(tài)信息生成等效信道信息，且在每一次發(fā)送信號時，采用的等效信道信息都不同，該等效信道狀態(tài)為發(fā)送端與合法接收端之間的信道狀態(tài)信息與發(fā)送天線的加權(quán)矢量的乘積，再利用該等效信道信息對發(fā)送信號進行調(diào)制處理。對于竊聽者而言，由于其無法獲知發(fā)送端在每一次發(fā)送信號時采用的等效信道信息，因此，也就無法對接收到的信號進行解調(diào)處理，從而保證了無線通信的安全性。實施例四下面仍舊以包含有N(N彡2)個發(fā)送天線和M(M彡2)個接收天線的一個無線通信系統(tǒng)為例，詳細說明在該無線通信系統(tǒng)中對無線通信信號進行接收的方法。在執(zhí)行接收方法之前，合法接收端也保存與實施例二中相同的跳空圖案(可通過安全的途徑，如人工拷貝或已建立的安全鏈路，將預(yù)先設(shè)置的跳空圖案分發(fā)給發(fā)送端和合法接收端)，即，該跳空圖案中包括四個元素，分別為接收天線的加權(quán)矢量集合、加權(quán)矢量選擇規(guī)則、常數(shù)值和信道跳變頻率。其中，接收天線的加權(quán)矢量集合G = {g1； g2, g3,..., gK}, gx = [gn, g21,…gM1]* e CMX1,1 = 1，…K，K為接收天線的加權(quán)矢量集合中加權(quán)矢量的個數(shù)，K > I ;加權(quán)矢量選擇規(guī)則中規(guī)定了發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合中所有加權(quán)矢量的選擇順序；跳空圖案中設(shè)定了常數(shù)值為I。
如圖5所示，其為本發(fā)明一種實現(xiàn)安全通信的信號接收方法的另一個實施例的流程圖，合法接收端在接收信號之前，向發(fā)送端發(fā)送反向?qū)ьl序列，以便發(fā)送端根據(jù)反向?qū)ьl序列可估計出發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣，該接收方法包括以下步驟:步驟501:合法接收端根據(jù)跳空圖案中的信道跳變頻率，確定一個原始符號接收周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)為L ;步驟502:合法接收端在一個原始符號接收周期內(nèi)，以當(dāng)每次信道跳變時接收一個接收片段符號矢量的方式，連續(xù)接收L個接收片段符號矢量；步驟503:合法接收端從接收天線的加權(quán)矢量集合中選取加權(quán)矢量選擇規(guī)則中所指定的前L個加權(quán)矢量；步驟504:合法接收端利用選擇的接收天線的L個加權(quán)矢量對L個接收片段符號矢量進行加權(quán)處理，生成L個接收片段符號；步驟505:合法接收端將L個接收片段符號除以一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值(為1)，得到L個發(fā)送片段符號；步驟506:合法接收端將L個發(fā)送片段符號組成為一個原始符號。重復(fù)執(zhí)行步驟502-506，完成剩余原始符號的接收。需要說明的是，除了上述結(jié)構(gòu)的跳空圖案之外，還可以預(yù)先設(shè)置另外一個結(jié)構(gòu)的跳空圖案，該跳空圖案中包括的四個元素分別為接收天線的加權(quán)矢量集合、加權(quán)矢量選擇規(guī)則、常數(shù)值和預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)。在該結(jié)構(gòu)的跳空圖案下，可省略步驟501，直接根據(jù)跳空圖案中所指示的信道跳變次數(shù)L執(zhí)行步驟502和503。由上述實施例可以看出，本發(fā)明技術(shù)方案考慮了無線傳播的本質(zhì)屬性，即空域信息(也就是無線信道的狀態(tài)信息)，基于發(fā)送端與合法接收端之間的信道的狀態(tài)信息生成等效信道信息，且在每一次發(fā)送信號時，采用的等效信道信息都不同，該等效信道狀態(tài)為發(fā)送端與合法接收端之間的信道狀態(tài)信息與發(fā)送天線的加權(quán)矢量的乘積，再利用該等效信道信息對發(fā)送信號進行調(diào)制處理。對于竊聽者而言，由于其無法獲知發(fā)送端在每一次發(fā)送信號時采用的等效信道信息，因此，也就無法對接收到的信號進行解調(diào)處理，從而保證了無線通信的安全性。實施例五本發(fā)明實施例還提供了另一種實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送方法。本實施例的發(fā)送方法與實施例一中的發(fā)送方法的區(qū)別在于，發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合是預(yù)先設(shè)置的，不需要再根據(jù)預(yù)先設(shè)置的接收天線的加權(quán)矢量集合和發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣而確定。請參閱圖6所示，其為本發(fā)明另一種實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送方法的一個實施例的流程圖，當(dāng)在發(fā)送信號之前，向合法接收端發(fā)送正向?qū)ьl序列的條件下，該方法包括以下步驟:步驟601:從預(yù)先設(shè)置的發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合中選取預(yù)先指定的加權(quán)矢量，選取的加權(quán)矢量的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同；步驟602:將一個原始符號分割成發(fā)送片段符號，所述發(fā)送片段符號的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同；步驟603:將選取的發(fā)送天線的加權(quán)矢量作為發(fā)送片段符號的權(quán)值，對所述發(fā)送片段符號進行加權(quán)處理，生成發(fā)送片段符號矢量；
步驟604:在一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時發(fā)送一個發(fā)送片段符
號矢量。在本發(fā)明的方案中，可以采用任何一種方式預(yù)先為發(fā)送天線設(shè)置一個發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合，在發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合中包含有至少一個加權(quán)矢量。例如，通過以下方式預(yù)先設(shè)置發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合；隨機生成一個滿秩矩陣；對所述滿秩矩陣進行奇異值分解，分解產(chǎn)生了為兩個酉矩陣和一個位于所述兩個酉矩陣之間的對角矩陣；選取任意一個酉矩陣的列向量為接收天線的加權(quán)矢量，生成發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合。由上述實施例可以看出，本發(fā)明技術(shù)方案考慮了無線傳播的本質(zhì)屬性，即空域信息(也就是無線信道的狀態(tài)信息)，基于發(fā)送端與合法接收端之間的信道的狀態(tài)信息生成等效信道信息，且在每一次發(fā)送信號時，采用的等效信道信息都不同，該等效信道狀態(tài)為發(fā)送端與合法接收端之間的信道狀態(tài)信息與發(fā)送天線的加權(quán)矢量的乘積，再利用該等效信道信息對發(fā)送信號進行調(diào)制處理。對于竊聽者而言，由于其無法獲知發(fā)送端在每一次發(fā)送信號時采用的等效信道信息，因此，也就無法對接收到的信號進行解調(diào)處理，從而保證了無線通信的安全性。實施例六本發(fā)明實施例還提供了另一種實現(xiàn)安全通信的信號接收方法。本實施例的接收方法與實施例三中的接收方法的區(qū)別在于，發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合是預(yù)先設(shè)置的，合法接收端根據(jù)預(yù)先設(shè)置的發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合和發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣確定接收天線的加權(quán)矢量集合。請參閱圖7所示，其為本發(fā)明另一種實現(xiàn)安全通信的信號接收方法的一個實施例的流程圖，該方法包括以下步驟:步驟701:接收發(fā)送端發(fā)送的正向?qū)ьl序列，通過所述正向?qū)ьl序列估計出發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣；步驟702:根據(jù)所述發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和預(yù)先設(shè)置的發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合，確定接收天線的加權(quán)矢量集合，其中，接收天線的加權(quán)矢量、發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和發(fā)送天線的加權(quán)矢量三者之間的乘積值為一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值；步驟703:在一個原始符號接收周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時接收一個接收片段符
號矢量；步驟704:從所述接收天線的加權(quán)矢量集合中選取預(yù)先指定的加權(quán)矢量，選取的加權(quán)矢量的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同；步驟705:利用選取的接收天線的加權(quán)矢量對所述接收片段符號矢量進行加權(quán)處理，生成接收片段符號；步驟706:將所述接收片段符號除以所述預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值，得到發(fā)送片段符號；步驟707:將連續(xù)的且個數(shù)為預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)的所述發(fā)送片段符號組合為一個原始符號。接收的信號往往還會受到噪聲的干擾，如，加性高斯白噪聲。如果考慮到噪聲的影響，優(yōu)選的，上述步驟705之前，對所述接收片段符號進行去噪處理；則步驟705為:將去噪處理后的接收片段符號除以一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值，得到發(fā)送片段符號。由上述實施例可以看出，本發(fā)明技術(shù)方案考慮了無線傳播的本質(zhì)屬性，即空域信息(也就是無線信道的狀態(tài)信息)，基于發(fā)送端與合法接收端之間的信道的狀態(tài)信息生成等效信道信息，且在每一次發(fā)送信號時，采用的等效信道信息都不同，該等效信道狀態(tài)為發(fā)送端與合法接收端之間的信道狀態(tài)信息與發(fā)送天線的加權(quán)矢量的乘積，再利用該等效信道信息對發(fā)送信號進行調(diào)制處理。對于竊聽者而言，由于其無法獲知發(fā)送端在每一次發(fā)送信號時采用的等效信道信息，因此，也就無法對接收到的信號進行解調(diào)處理，從而保證了無線通信的安全性。實施例七請參閱圖8，其為本發(fā)明一種實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送裝置的一個實施例結(jié)構(gòu)圖，該裝置包括第一信道估計單元801、第一加權(quán)矢量確定單元802、第一加權(quán)矢量選取單元803、符號分割單元804、第一加權(quán)處理單元805和發(fā)送單元806。下面結(jié)合該裝置的工作原理進一步介紹其內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及連接關(guān)系。第一信道估計單元801，用于接收合法接收端發(fā)送的反向?qū)ьl序列，根據(jù)無線信道的互易性原理，通過所述反向?qū)ьl序列估計出發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣；第一加權(quán)矢量確定單元802，用于根據(jù)所述發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和預(yù)先設(shè)置的接收天線的加權(quán)矢量集合，確定發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合，其中，接收天線的加權(quán)矢量、發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和發(fā)送天線的加權(quán)矢量三者之間的乘積值為一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值；第一加權(quán)矢量選取單元803，用于從所述發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合中選取預(yù)先指定的加權(quán)矢量，選取加權(quán)矢量的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同；符號分割單元804，用于將一個原始符號分割成發(fā)送片段符號，所述發(fā)送片段符號的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同；第一加權(quán)處理單元805，用于將選取的發(fā)送天線的加權(quán)矢量作為發(fā)送片段符號的權(quán)值，對所述發(fā)送片段符號進行加權(quán)處理，生成發(fā)送片段符號矢量；發(fā)送單元806，用于在一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時發(fā)送一個發(fā)送片段符號矢量。由上述實施例可以看出，本發(fā)明技術(shù)方案考慮了無線傳播的本質(zhì)屬性，即空域信息(也就是無線信道的狀態(tài)信息)，基于發(fā)送端與合法接收端之間的信道的狀態(tài)信息生成等效信道信息，且在每一次發(fā)送信號時，采用的等效信道信息都不同，該等效信道狀態(tài)為發(fā)送端與合法接收端之間的信道狀態(tài)信息與發(fā)送天線的加權(quán)矢量的乘積，再利用該等效信道信息對發(fā)送信號進行調(diào)制處理。對于竊聽者而言，由于其無法獲知發(fā)送端在每一次發(fā)送信號時采用的等效信道信息，因此，也就無法對接收到的信號進行解調(diào)處理，從而保證了無線通信的安全性。實施例八請參閱圖9，其為本發(fā)明一種實現(xiàn)安全通信的信號接收裝置的一個實施例結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)在接收信號之前，向發(fā)送端發(fā)送反向?qū)ьl序列的條件下，該裝置包括接收單元901、第二加權(quán)矢量選取單元902、第二加權(quán)處理單元903、解調(diào)單元904和符號組合單元905。下面結(jié)合該裝置的工作原理進一步介紹其內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及連接關(guān)系。接收單元901，用于在一個原始符號接收周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時接收一個接收片段符號矢量；
第二加權(quán)矢量選取單元902，用于從所述接收天線的加權(quán)矢量集合中選取預(yù)先指定的加權(quán)矢量，選取的加權(quán)矢量的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同；第二加權(quán)處理單元903，用于利用選取的接收天線的加權(quán)矢量對所述接收片段符號矢量進行加權(quán)處理，生成接收片段符號；解調(diào)單元904，用于將所述接收片段符號除以一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值，得到發(fā)送片段符號，所述預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值為接收天線的加權(quán)矢量的共軛轉(zhuǎn)置、發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和發(fā)送天線的加權(quán)矢量三者之間的乘積值；符號組合單元905，用于將連續(xù)的且個數(shù)為預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)的所述發(fā)送片段符號組合為一個原始符號。優(yōu)選的，如圖10所示,該裝置還包括:去噪單元906,用于在解調(diào)單元將所述接收片段符號除以一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值，得到發(fā)送片段符號之前，對所述接收片段符號進行去噪處理；則解調(diào)單元904，用于將去噪處理后的所述接收片段符號除以所述預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值，得到發(fā)送片段符號。由上述實施例可以看出，本發(fā)明技術(shù)方案考慮了無線傳播的本質(zhì)屬性，即空域信息(也就是無線信道的狀態(tài)信息)，基于發(fā)送端與合法接收端之間的信道的狀態(tài)信息生成等效信道信息，且在每一次發(fā)送信號時，采用的等效信道信息都不同，該等效信道狀態(tài)為發(fā)送端與合法接收端之間的信道狀態(tài)信息與發(fā)送天線的加權(quán)矢量的乘積，再利用該等效信道信息對發(fā)送信號進行調(diào)制處理。對于竊聽者而言，由于其無法獲知發(fā)送端在每一次發(fā)送信號時采用的等效信道信息，因此，也就無法對接收到的信號進行解調(diào)處理，從而保證了無線通信的安全性。實施例九請參閱圖11，其為本發(fā)明另一種實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送裝置的一個實施例結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)在當(dāng)發(fā)送信號之前，向合法接收端發(fā)送正向?qū)ьl序列的條件下，該裝置包括第三加權(quán)矢量選取單元1101、符號分割單元1102、第一加權(quán)處理單元1103和發(fā)送單元1104。下面結(jié)合該裝置的工作原理進一步介紹其內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及連接關(guān)系。第三加權(quán)矢量選取單元1101，用于從預(yù)先設(shè)置的發(fā)送天線的加權(quán)矢量結(jié)合中選取預(yù)先指定的加權(quán)矢量，選取加權(quán)矢量的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同；符號分割單元1102，用于將一個原始符號分割成發(fā)送片段符號，所述發(fā)送片段符號的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同；第一加權(quán)處理單元1103，用于將選取的發(fā)送天線的加權(quán)矢量作為發(fā)送片段符號的權(quán)值，對所述發(fā)送片段符號進行加權(quán)處理，生成發(fā)送片段符號矢量；發(fā)送單元1104，用于在一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時發(fā)送一個發(fā)送片段符號矢量。由上述實施例可以看出，本發(fā)明技術(shù)方案考慮了無線傳播的本質(zhì)屬性，即空域信息(也就是無線信道的狀態(tài)信息)，基于發(fā)送端與合法接收端之間的信道的狀態(tài)信息生成等效信道信息，且在每一次發(fā)送信號時，采用的等效信道信息都不同，該等效信道狀態(tài)為發(fā)送端與合法接收端之間的信道狀態(tài)信息與發(fā)送天線的加權(quán)矢量的乘積，再利用該等效信道信息對發(fā)送信號進行調(diào)制處理。對于竊聽者而言，由于其無法獲知發(fā)送端在每一次發(fā)送信號時采用的等效信道信息，因此，也就無法對接收到的信號進行解調(diào)處理，從而保證了無線通信的安全性。實施例十請參閱圖12，其為本發(fā)明另一種實現(xiàn)安全通信的信號接收裝置的一個實施例結(jié)構(gòu)圖，該裝置包括第二信道估計單元1201、第二加權(quán)矢量確定單元1202、接收單元1203、第二加權(quán)矢量選取單元1204、第二加權(quán)處理單元1205、解調(diào)單元1206和符號組合單元1207。下面結(jié)合該裝置的工作原理進一步介紹其內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及連接關(guān)系。第二信道估計單元1201，用于接收發(fā)送端發(fā)送的正向?qū)ьl序列，通過所述正向?qū)ьl序列估計出發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣；第二加權(quán)矢量確定單元1202，用于根據(jù)所述發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和預(yù)先設(shè)置的發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合，確定接收天線的加權(quán)矢量集合，其中，接收天線的加權(quán)矢量、發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和發(fā)送天線的加權(quán)矢量三者之間的乘積值為一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值；接收單元1203，用于在一個原始符號接收周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時接收一個接收片段符號矢量；第二加權(quán)矢量選取單元1204，用于從所述接收天線的加權(quán)矢量集合中選取預(yù)先指定的加權(quán)矢量；第二加權(quán)處理單元1205，用于利用選取的接收天線的加權(quán)矢量對所述接收片段符號矢量進行加權(quán)處理，生成接收片段符號；解調(diào)單元1206，用于將所述接收片段符號除以所述預(yù)先預(yù)置的常數(shù)值，得到發(fā)送片段符號；符號組合單元1207，用于連續(xù)的且個數(shù)為預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)的所述發(fā)送片段符號組合為一個原始符號。優(yōu)選的，該裝置還包括:一個去噪單元，用于在解調(diào)單元將所述接收片段符號除以一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值，得到發(fā)送片段符號之前，對所述接收片段符號進行去噪處理；則解調(diào)單元1206，用于將去噪處理后的所述接收片段符號除以所述預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值，得到發(fā)送片段符號。由上述實施例可以看出，本發(fā)明技術(shù)方案考慮了無線傳播的本質(zhì)屬性，即空域信息(也就是無線信道的狀態(tài)信息)，基于發(fā)送端與合法接收端之間的信道的狀態(tài)信息生成等效信道信息，且在每一次發(fā)送信號時，采用的等效信道信息都不同，該等效信道狀態(tài)為發(fā)送端與合法接收端之間的信道狀態(tài)信息與發(fā)送天線的加權(quán)矢量的乘積，再利用該等效信道信息對發(fā)送信號進行調(diào)制處理。對于竊聽者而言，由于其無法獲知發(fā)送端在每一次發(fā)送信號時采用的等效信道信息，因此，也就無法對接收到的信號進行解調(diào)處理，從而保證了無線通信的安全性。實施例十一請參閱圖13，其為本發(fā)明一種實現(xiàn)安全通信的信號通信系統(tǒng)的一個實施例結(jié)構(gòu)圖，該系統(tǒng)包括實施例七中的發(fā)送裝置1301和實施例八中的接收裝置1302 ；
或者，該系統(tǒng)包括實施例九中的發(fā)送裝置和實施例十中的接收裝置。由上述實施例可以看出，本發(fā)明技術(shù)方案考慮了無線傳播的本質(zhì)屬性，即空域信息(也就是無線信道的狀態(tài)信息)，基于發(fā)送端與合法接收端之間的信道的狀態(tài)信息生成等效信道信息，且在每一次發(fā)送信號時，采用的等效信道信息都不同，該等效信道狀態(tài)為發(fā)送端與合法接收端之間的信道狀態(tài)信息與發(fā)送天線的加權(quán)矢量的乘積，再利用該等效信道信息對發(fā)送信號進行調(diào)制處理。對于竊聽者而言，由于其無法獲知發(fā)送端在每一次發(fā)送信號時采用的等效信道信息，因此，也就無法對接收到的信號進行解調(diào)處理，從而保證了無線通信的安全性。為更好的理解本發(fā)明技術(shù)方案，下面給出具體的實施方式。為方便描述，發(fā)送端由Alice表示,合法接收端由Bob表示,竊聽者由Eve表示。Alice的天線數(shù)為N彡2，Bob的天線數(shù)為M彡l，Eve的天線數(shù)為Z彡1，即發(fā)送端必須為多天線，合法接收端和竊聽者可以為單天線，也可以為多天線。Alice和Bob離線配置跳空圖案。DAlice接收Bob發(fā)送的反向?qū)ьl序列,根據(jù)互易性原理,確定Alice到Bob的信
道矩陣Hba e Cmxn0
2)不失一般性，令常數(shù)c = 1，根據(jù)g;HW/=l，Alice確定跳空圖案中的發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合W= {w1; w2, W3,…，WkKw1與81--對應(yīng)。3) Alice根據(jù)跳變頻率f和一個原始符號發(fā)送周期Ts，確定信道跳變次數(shù)L = fTs,在時間上對原始符號S進行平均劃分，生成發(fā)送片段符號S1, S2,…，4) Al ice根據(jù)加權(quán)矢量選擇規(guī)則Γ e從W中選取L個加權(quán)矢量Wim，吣，…，Wr^，其中，rie {1,2,…，K}，并對發(fā)送片段符號進行預(yù)處理生成發(fā)送片段符號矢量Xl，x2，…，XL，其中，X1 = WrlS1O5) Al ice在第I次跳變信道中對X1進行發(fā)送。6)在第I次跳變信道中，Bob接收到的接收片段符號矢量為R1 = HbaWriS^v1,
中，V1為加性高斯白噪聲。7) Bob確定一個Ts內(nèi)信道跳變次數(shù)L。8)8必加權(quán)矢量選擇規(guī)則1\從1中選取1^個加權(quán)矢量81^1，81^2，…，gr^，其中，rie {1,2,…，K}，并對接收片段符號矢量進行預(yù)處理，生成接收片段符號yi，y2，…，κ，
Yi = Sr I HwriS109)Bob對接收片段符號進行去噪處理，得到發(fā)送片段符號。10)Bob將還原出的連續(xù)L個發(fā)送片段符號組合成為一個原始符號S。由于Alice并未發(fā)送用于信道估計的導(dǎo)頻序列，因此Eve無法獲知其與Alice之間的信道。同時跳空圖案與信道具有相關(guān)性，即使Eve獲知跳空圖案，也不能利用其進行信號的竊聽，從而保證通信系統(tǒng)的安全性。需要說明的是，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory, ROM)或隨機存儲記憶體(Random Access Memory, RAM)等。
以上對本發(fā)明所提供的一種實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送、接收方法、裝置和通信系統(tǒng)進行了詳細介紹，本文中應(yīng)用了具體實施例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送方法，其特征在于，包括: 接收合法接收端發(fā)送的反向?qū)ьl序列，根據(jù)無線信道的互易性原理，通過所述反向?qū)ьl序列估計出發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣； 根據(jù)所述發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和預(yù)先設(shè)置的接收天線的加權(quán)矢量集合，確定發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合，其中，接收天線的加權(quán)矢量、發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和發(fā)送天線的加權(quán)矢量三者之間的乘積值為一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值； 從所述發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合中選取預(yù)先指定的加權(quán)矢量，選取的發(fā)送天線的加權(quán)矢量的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同； 將一個原始符號分割成發(fā)送片段符號，所述發(fā)送片段符號的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同； 將選取的發(fā)送天線的加權(quán)矢量作為發(fā)送片段符號的權(quán)值，對所述發(fā)送片段符號進行加權(quán)處理，生成發(fā)送片段符號矢量； 在一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時發(fā)送一個發(fā)送片段符號矢量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過以下方式預(yù)先設(shè)置接收天線的加權(quán)矢量集合: 隨機生成一個滿秩矩陣； 對所述滿秩矩陣進行奇異值分解，分解產(chǎn)生了兩個酉矩陣和一個位于所述兩個酉矩陣之間的對角矩陣； 選取任意一個酉矩陣的列向量為接收天線的加權(quán)矢量，生成接收天線的加權(quán)矢量集口 ο
3.一種實現(xiàn)安全通信的信號接收方法，其特征在于，當(dāng)在接收信號之前，向發(fā)送端發(fā)送反向?qū)ьl序列的條件下，所述方法包括: 在一個原始符號接收周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時接收一個接收片段符號矢量； 從預(yù)先設(shè)置的接收天線的加權(quán)矢量集合中選取預(yù)先指定的加權(quán)矢量，選取的加權(quán)矢量的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同； 利用選取的接收天線的加權(quán)矢量對所述接收片段符號矢量進行加權(quán)處理，生成接收片段符號； 將所述接收片段符號除以一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值，得到發(fā)送片段符號，所述預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值為接收天線的加權(quán)矢量、發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和發(fā)送天線的加權(quán)矢量二者之間的乘積值； 將連續(xù)的且個數(shù)為預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)的所述發(fā)送片段符號組合為一個原始符號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述在將所述接收片段符號除以一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)，得到發(fā)送片段符號之前，所述方法還包括: 對所述接收片段符號進行去噪處理； 則將所述接收片段符號除以一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值，得到發(fā)送片段符號具體為: 將去噪處理后的所述接收片段符號除以所述預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值，得到發(fā)送片段符號。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，通過以下方式預(yù)先設(shè)置接收天線的加權(quán)矢量集合:隨機生成一個滿秩矩陣； 對所述滿秩矩陣進行奇異值分解，分解產(chǎn)生了兩個酉矩陣和一個位于所述兩個酉矩陣之間的對角矩陣； 選取任意一個酉矩陣的列向量為接收天線的加權(quán)矢量，生成接收天線的加權(quán)矢量集口 O
6.一種實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送方法，其特征在于，當(dāng)在發(fā)送信號之前，向合法接收端發(fā)送正向?qū)ьl序列的條件下，所述方法包括: 從預(yù)先設(shè)置的發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合中選取預(yù)先指定的加權(quán)矢量，選取的加權(quán)矢量的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同； 將一個原始符號分割成發(fā)送片段符號，所述發(fā)送片段符號的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同； 將選取的發(fā)送天線的加權(quán)矢量作為發(fā)送片段符號的權(quán)值，對所述發(fā)送片段符號進行加權(quán)處理，生成發(fā)送片段符號矢量； 在一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時發(fā)送一個發(fā)送片段符號矢量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，通過以下方式預(yù)先設(shè)置發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合； 隨機生成一個滿秩矩陣； 對所述滿秩矩陣進行奇異值分解，分解產(chǎn)生了兩個酉矩陣和一個位于所述兩個酉矩陣之間的對角矩陣； 選取任意一個酉矩陣的列向量為接收天線的加權(quán)矢量，生成發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合
8.一種實現(xiàn)安全通信的信號接收方法，其特征在于，包括: 接收發(fā)送端發(fā)送的正向?qū)ьl序列，通過所述正向?qū)ьl序列估計出發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣； 根據(jù)所述發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和預(yù)先設(shè)置的發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合，確定接收天線的加權(quán)矢量集合，其中，接收天線的加權(quán)矢量、發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和發(fā)送天線的加權(quán)矢量三者之間的乘積值為一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值； 在一個原始符號接收周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時接收一個接收片段符號矢量； 從所述接收天線的加權(quán)矢量集合中選取預(yù)先指定的加權(quán)矢量，選取的加權(quán)矢量的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同； 利用選取的接收天線的加權(quán)矢量對所述接收片段符號矢量進行加權(quán)處理，生成接收片段符號； 將所述接收片段符號除以所述預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值，得到發(fā)送片段符號； 將連續(xù)的且個數(shù)為預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)的所述發(fā)送片段符號組合為一個原始符號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在將所述接收片段符號除以一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)，得到發(fā)送片段符號之前，所述方法還包括: 對所述接收片段符號進行去噪處理； 則將所述接收片段符號除以一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)，得到發(fā)送片段符號具體為:將去噪處理后的所述接收片段符號除以所述預(yù)先設(shè)置的常數(shù)，得到發(fā)送片段符號。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，通過以下方式預(yù)先設(shè)置發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合: 隨機生成一個滿秩矩陣； 對所述滿秩矩陣進行奇異值分解，分解產(chǎn)生了兩個酉矩陣和一個位于所述兩個酉矩陣之間的對角矩陣； 將任意一個酉矩陣的列向量作為接收天線的加權(quán)矢量，生成發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合。
11.一種實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送裝置，其特征在于，包括: 第一信道估計單元，用于接收合法接收端發(fā)送的反向?qū)ьl序列，根據(jù)無線信道的互易性原理，通過所述反向?qū)ьl序列估計出發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣； 第一加權(quán)矢量確定單元，用于根據(jù)所述發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和預(yù)先設(shè)置的接收天線的加權(quán)矢量集合，確定發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合，其中，接收天線的加權(quán)矢量、發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和發(fā)送天線的加權(quán)矢量三者之間的乘積值為一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值； 第一加權(quán)矢量選取單元，用于從所述發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合中選取預(yù)先指定的加權(quán)矢量，選取加權(quán)矢量的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同；符號分割單元，用于將一個原始符號分割成發(fā)送片段符號，所述發(fā)送片段符號的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同； 第一加權(quán)處理單元，用于將選取的發(fā)送天線的加權(quán)矢量作為發(fā)送片段符號的權(quán)值，對所述發(fā)送片段符號進行加權(quán)處理，生成發(fā)送片段符號矢量； 發(fā)送單元，用于在一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時發(fā)送一個發(fā)送片段符號矢量。
12.一種實現(xiàn)安全通信的信號接收裝置，其特征在于，當(dāng)在接收信號之前，向發(fā)送端發(fā)送反向?qū)ьl序列的條件下，所述裝置包括: 接收單元，用于在一個原始符號接收周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時接收一個接收片段符號矢量； 第二加權(quán)矢量選取單元，用于從預(yù)先設(shè)置的接收天線的加權(quán)矢量集合中選取預(yù)先指定的加權(quán)矢量，選取加權(quán)矢量的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同； 第二加權(quán)處理單元，用于利用選取的接收天線的加權(quán)矢量對所述接收片段符號矢量進行加權(quán)處理，生成接收片段符號； 解調(diào)單元，用于將所述接收片段符號除以一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值，得到發(fā)送片段符號，所述預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值為接收天線的加權(quán)矢量、發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和發(fā)送天線的加權(quán)矢量三者之間的乘積值； 符號組合單元，用于將連續(xù)的且個數(shù)為預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)的所述發(fā)送片段符號組合為一個原始符號。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 去噪單元，用于在解調(diào)單元將所述接收片段符號除以一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值，得到發(fā)送片段符號之前，對所述接收片段符號進行去噪處理； 則解調(diào)單元，用于將去噪處理后的所述接收片段符號除以所述預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值，得到發(fā)送片段符號。
14.一種實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送裝置，其特征在于，當(dāng)在當(dāng)發(fā)送信號之前，向合法接收端發(fā)送正向?qū)ьl序列的條件下，所述裝置包括: 第三加權(quán)矢量選取單元，用于從預(yù)先設(shè)置的發(fā)送天線的加權(quán)矢量結(jié)合中選取預(yù)先指定的加權(quán)矢量，選取加權(quán)矢量的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同； 符號分割單元，用于將一個原始符號分割成發(fā)送片段符號，所述發(fā)送片段符號的個數(shù)與預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)相同； 第一加權(quán)處理單元，用于將選取的發(fā)送天線的加權(quán)矢量作為發(fā)送片段符號的權(quán)值，對所述發(fā)送片段符號進行加權(quán)處理，生成發(fā)送片段符號矢量； 發(fā)送單元，用于在一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時發(fā)送一個發(fā)送片段符號矢量。
15.一種實現(xiàn)安全通信的信號接收裝置，其特征在于，包括: 第二信道估計單元，用于接收發(fā)送端發(fā)送的正向?qū)ьl序列，通過所述正向?qū)ьl序列估計出發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣； 第二加權(quán)矢量確定單元，用于根據(jù)所述發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和預(yù)先設(shè)置的發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合，確定接收天線的加權(quán)矢量集合，其中，接收天線的加權(quán)矢量、發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣和發(fā)送天線的加權(quán)矢量三者之間的乘積值為一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值； 接收單元，用于在一個原始符號接收周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時接收一個接收片段符號矢量； 第二加權(quán)矢量選取單元，用于從所述接收天線的加權(quán)矢量集合中選取預(yù)先指定的加權(quán)矢量; 第二加權(quán)處理單元，用于利用選取的接收天線的加權(quán)矢量對所述接收片段符號矢量進行加權(quán)處理，生成接收片段符號； 解調(diào)單元，用于將所述接收片段符號除以所述預(yù)先預(yù)置的常數(shù)值，得到發(fā)送片段符號; 符號組合單元，用于連續(xù)的且個數(shù)為預(yù)先設(shè)置的一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)的信道跳變次數(shù)的所述發(fā)送片段符號組合為一個原始符號。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 去噪單元，用于在所述解調(diào)單元將所述接收片段符號除以一個預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值，得到發(fā)送片段符號之前，對所述接收片段符號進行去噪處理； 則所述解調(diào)單元，用于將去噪處理后的所述接收片段符號除以所述預(yù)先設(shè)置的常數(shù)值，得到發(fā)送片段符號。
17.一種實現(xiàn)安全通信的信號通信系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求11所述的發(fā)送裝置、以及如12或13所述的接收裝置。
18.一種實現(xiàn)安全通信的信號通信系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求14所述的發(fā)送裝置， 以及如權(quán)利要求15或16所述的接收裝置。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了實現(xiàn)安全通信的信號發(fā)送、接收方法、裝置和通信系統(tǒng)。發(fā)送方法為根據(jù)無線信道的互易性原理，通過反向?qū)ьl序列估計出發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣；根據(jù)接收天線的加權(quán)矢量集合和所述發(fā)送端與合法接收端之間的信道矩陣，確定發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合；從發(fā)送天線的加權(quán)矢量集合中選取加權(quán)矢量選擇規(guī)則中所指定的加權(quán)矢量；將一個原始符號分割成發(fā)送片段符號；將選取的發(fā)送天線的加權(quán)矢量作為發(fā)送片段符號的權(quán)值，對發(fā)送片段符號進行加權(quán)處理，生成發(fā)送片段符號矢量；在一個原始符號發(fā)送周期內(nèi)，當(dāng)每次信道跳變時發(fā)送一個發(fā)送片段符號矢量。根據(jù)本發(fā)明實施例，可以保證無線通信信號的傳輸過程在物理層的安全性。
文檔編號H04B7/06GK103199909SQ201310133119
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月16日
發(fā)明者金梁, 張立健, 李橋龍, 羅文宇, 馬克明, 崔波, 李翔宇, 宋華偉, 郭淑明, 徐向陽 申請人:中國人民解放軍信息工程大學(xué)