一種信號傳輸方法、裝置及系統制造方法及圖紙

本發明專利技術實施例提供了信號傳輸方法、裝置及系統，其中的中繼設備可以接收信號發送設備發送的第一信號；當判斷自身為轉發中繼設備時，根據第一信號生成第二信號，并在干擾中繼設備發送第二干擾信號的同時將第二信號發送至信號接收設備；當判斷自身為非轉發中繼設備時，判斷自身與信號接收設備之間的信道響應矩陣的行列式的值是否大于其他非轉發中繼設備與信號接收設備之間的信道響應矩陣的行列式的值；如果是，在轉發中繼設備發送第二信號的同時將預設的第二干擾信號發送至信號接收設備。應用本發明專利技術，可以降低信號接收設備解調第二信號的計算復雜度、簡化信號傳輸過程；同時可以保證中繼設備向信號接收設備傳輸第二信號的安全性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及無線通信系統
，特別是涉及一種信號傳輸方法、裝置及系統。
技術介紹
多輸入多輸出(multiple-input-multiple-output,MIMO)無線通信系統因抗衰落性能好、誤碼率低、信道容量水平高和數據傳輸速率更快等特點，已經成為新一代無線通信領域中的一項重要技術。然而，在關注無線通信系統有效性和可靠性的同時，無線通信的安全性也不可忽視。由于無線通信系統傳輸介質的開放性、無線終端的移動性和無線通信網絡拓補結構的多樣性和變化性等特點，使得無線通信系統受到的安全威脅更甚于物理傳輸介質相對的有線通信系統。傳統的信息安全技術主要為應用于網絡層及以上各層的以密碼學為基礎的相關加密技術，其缺點是易被破解、安全性差。近年來，提出的基于物理層的無線通信安全技術給MIMO系統的安全傳輸提供了新的方向。目前，面向物理層安全技術主要為集中式傳輸方式，主要包括兩種：一種是基于空間調制的傳輸預編碼策略，另一種是基于空間調制的隨機預編碼策略。基于空間調制的有限輸入預編碼策略：源節點到竊聽節點的信道狀態信息(CSI，ChannelStateInformation)已知，輸入信號為有限的序列，經過空間調制后映射到傳輸天線和傳統的PSK/QAM信號，為了抵御竊聽節點的竊聽，運用預編碼策略，在被激活的天線傳輸的PAK/QAM信號上乘以一個預編碼系數αm，來旋轉和放大信號，且被激活的天線不同時這個預編碼系數也不同，這個預編碼系數αm對竊聽節點是未知的，對于目的節點是已知的。這樣不管是哪根天線傳輸的信號，對于竊聽節點來說其接收到的信號總是一樣的，因此竊聽節點不能進行正確解碼；而對于目的節點，這個預編碼系數αm是已知的，從而可以正確解碼，從而保證了傳輸信號的安全。這種策略雖然能夠有效增強系統的安全性能，但是需要知道精確的發送者到竊聽者之間的CSI，這導致巨大的信令反饋開銷及計算復雜度，缺乏實用性，從而限制了這種策略的使用。基于空間調制的隨機預編碼策略：源節點到竊聽節點之間的CSI是未知的，源節點到目的節點信道增益是已知的，源節點對要傳輸的信號進行預編碼處理，預編碼的權值會根據實際輸入信號的改變而改變。目的節點使用反向同步發送訓練序列，讓源節點估算出源節點到目的節點之間的信道信息，該反向同步可以抵御竊聽節點估算竊聽節點到源節點之間的信道信息，竊聽節點只能盲目估算出傳輸信號，從而增加了竊聽源節點傳輸的信號的復雜度。這種策略雖然不需要預先知道發送者到竊聽者的CSI，然而，由于隨機編碼器需要依靠實際的輸入信號進行編碼，所以這種策略使得目的接收機變得更加復雜。可見，現有的基于物理層的無線通信安全技術繁瑣、復雜，實用性差。
技術實現思路
本專利技術實施例的目的在于提供一種信號傳輸方法、裝置及系統，以簡化信號傳輸過程，降低傳輸過程的復雜度，并保證傳輸數據的安全性。為達到上述目的，本專利技術實施例公開了一種信號傳輸方法，應用于中繼設備，所述中繼設備分別與信號發送設備和信號接收設備無線連接，所述方法包括如下步驟：接收所述信號發送設備發送的第一信號；當判斷自身為轉發中繼設備時，根據所述第一信號生成第二信號，并在干擾中繼設備發送預設的第二干擾信號的同時將所述第二信號發送至所述信號接收設備；當判斷自身為非轉發中繼設備時，判斷自身與所述信號接收設備之間的信道響應矩陣的行列式的值是否大于其他非轉發中繼設備與所述信號接收設備之間的信道響應矩陣的行列式的值；如果是，將自身確定為干擾中繼設備，并在所述轉發中繼設備發送所述第二信號的同時將預設的第二干擾信號發送至所述信號接收設備；所述預設的第二干擾信號攜帶有所述干擾中繼設備的數字識別符ID，以使所述信號接收設備根據保存的干擾中繼設備的數字識別符ID與預設的第二干擾信號的對應關系，在接收到的信號中去除所述第二干擾信號。優選的，所述在干擾中繼設備發送預設的第二干擾信號的同時將所述第二信號發送至所述信號接收設備包括：所述轉發中繼設備向基站發送向所述信號接收設備發送第二信號的發送時刻的第一請求信號；以使所述基站根據所述第一請求信號和所述干擾中繼設備向基站發送的向所述信號接收設備發送第二干擾信號的發送時刻的第二請求信號，確定發送時刻；接收所述基站發送的所述發送時刻的信息，在所述發送時刻將所述第二信號發送至所述信號接收設備。優選的，所述在所述轉發中繼設備發送所述第二信號的同時將預設的第二干擾信號發送至所述信號接收設備包括：所述干擾中繼設備向基站發送向所述信號接收設備發送第二干擾信號的發送時刻的第二請求信號；以使所述基站根據所述第二請求信號和所述轉發中繼設備向所述基站發送的向所述信號接收設備發送第二信號的發送時刻的第一請求信號，確定發送時刻；接收所述基站發送的所述發送時刻的信息，在所述發送時刻將所述第二干擾信號發送至所述信號接收設備。本專利技術實施例還公開了一種信號傳輸裝置，應用于中繼設備，所述中繼設備分別與信號發送設備和信號接收設備無線連接，所述裝置包括：第一信號接收模塊、第二信號發送模塊和第二干擾信號發送模塊，所述第一信號接收模塊，用于接收所述信號發送設備發送的第一信號；所述第二信號發送模塊，用于當判斷自身為轉發中繼設備時，根據所述第一信號生成第二信號，并在干擾中繼設備發送預設的第二干擾信號的同時將所述第二信號發送至所述信號接收設備；所述第二干擾信號發送模塊，用于當判斷自身為非轉發中繼設備時，判斷自身與所述信號接收設備之間的信道響應矩陣的行列式的值是否大于其他非轉發中繼設備與所述信號接收設備之間的信道響應矩陣的行列式的值；如果是，將自身確定為干擾中繼設備，并在所述轉發中繼設備發送所述第二信號的同時將預設的第二干擾信號發送至所述信號接收設備；所述預設的第二干擾信號攜帶有所述干擾中繼設備的數字識別符ID，以使所述信號接收設備根據保存的干擾中繼設備的數字識別符ID與預設的第二干擾信號的對應關系，在接收到的信號中去除所述第二干擾信號。本專利技術實施例還公開了一種信號傳輸系統，所述系統包括：轉發中繼設備、干擾中繼設備和信號接收設備，所述轉發中繼設備和所述干擾中繼設備均與所述信號接收設備無線連接，所述轉發中繼設備，用于接收信號發送設備發送的第一信號；根據所述第一信號生成第二信號，并在干擾中繼設備發送預設的第二干擾信號的同時將所述第二信號發送至所述信號接收設備；所述干擾中繼設備，用本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種信號傳輸方法，其特征在于，應用于中繼設備，所述中繼設備分別與信號發送設備和信號接收設備無線連接，所述方法包括如下步驟：接收所述信號發送設備發送的第一信號；當判斷自身為轉發中繼設備時，根據所述第一信號生成第二信號，并在干擾中繼設備發送預設的第二干擾信號的同時將所述第二信號發送至所述信號接收設備；當判斷自身為非轉發中繼設備時，判斷自身與所述信號接收設備之間的信道響應矩陣的行列式的值是否大于其他非轉發中繼設備與所述信號接收設備之間的信道響應矩陣的行列式的值；如果是，將自身確定為干擾中繼設備，并在所述轉發中繼設備發送所述第二信號的同時將預設的第二干擾信號發送至所述信號接收設備；所述預設的第二干擾信號攜帶有所述干擾中繼設備的數字識別符ID，以使所述信號接收設備根據保存的干擾中繼設備的數字識別符ID與預設的第二干擾信號的對應關系，在接收到的信號中去除所述第二干擾信號。

【技術特征摘要】
1.一種信號傳輸方法，其特征在于，應用于中繼設備，所述中繼設備分
別與信號發送設備和信號接收設備無線連接，所述方法包括如下步驟：
接收所述信號發送設備發送的第一信號；
當判斷自身為轉發中繼設備時，根據所述第一信號生成第二信號，并在干
擾中繼設備發送預設的第二干擾信號的同時將所述第二信號發送至所述信號
接收設備；
當判斷自身為非轉發中繼設備時，判斷自身與所述信號接收設備之間的信
道響應矩陣的行列式的值是否大于其他非轉發中繼設備與所述信號接收設備
之間的信道響應矩陣的行列式的值；如果是，將自身確定為干擾中繼設備，并
在所述轉發中繼設備發送所述第二信號的同時將預設的第二干擾信號發送至
所述信號接收設備；所述預設的第二干擾信號攜帶有所述干擾中繼設備的數字
識別符ID，以使所述信號接收設備根據保存的干擾中繼設備的數字識別符ID與
預設的第二干擾信號的對應關系，在接收到的信號中去除所述第二干擾信號。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在干擾中繼設備發送預
設的第二干擾信號的同時將所述第二信號發送至所述信號接收設備包括：
所述轉發中繼設備向基站發送向所述信號接收設備發送第二信號的發送
時刻的第一請求信號；以使所述基站根據所述第一請求信號和所述干擾中繼設
備向基站發送的向所述信號接收設備發送第二干擾信號的發送時刻的第二請
求信號，確定發送時刻；
接收所述基站發送的所述發送時刻的信息，在所述發送時刻將所述第二信
號發送至所述信號接收設備。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述轉發中繼設備發
送所述第二信號的同時將預設的第二干擾信號發送至所述信號接收設備包括：
所述干擾中繼設備向基站發送向所述信號接收設備發送第二干擾信號的
發送時刻的第二請求信號；以使所述基站根據所述第二請求信號和所述轉發中
繼設備向所述基站發送的向所述信號接收設備發送第二信號的發送時刻的第
一請求信號，確定發送時刻；
接收所述基站發送的所述發送時刻的信息，在所述發送時刻將所述第二干
擾信號發送至所述信號接收設備。
4.一種信號傳輸裝置，其特征在于，應用于中繼設備，所述中繼設備分
別與信號發送設備和信號接收設備無線連接，所述裝置包括：第一信號接收模
塊、第二信號發送模塊和第二干擾信號發送模塊，
所述第一信號接收模塊，用于接收所述信號發送設備發送的第一信號；
所述第二信號發送模塊，用于當判斷自身為轉發中繼設備時，根據所述第
一信號生成第二信號，并在干擾中繼設備發送預設的第二干擾信號的同時將所
述第二信號發送至所述信號接收設備；
所述第二干擾信號發送模塊，用于當判斷自身為非轉發中繼設備時，判斷
自身與所述信號接收設備之間的信道響應矩陣的行列式的值是否大于其他非
轉發中繼設備與所述信號接收設備之間的信道響應矩陣的行列式的值；如果
是，將自身確定為干擾中繼設備，并在所述轉發中繼設備發送所述第二信號的
同時將預設的第二干擾信號發送至所述信號接收設備；所述預設的第二干擾信
號攜帶有所述干擾中繼設備的數字識別符ID，以使所述信號接收設備根據保存
的干擾中繼設備的數字識別符ID與預設的第二干擾信號的對應關系，在接收到
的信號中去除所述第二干擾信號。
5.一種信號傳輸系統，其特征在于，所述系統包括：轉發中繼設備、干<...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王莉，宋梅，滿毅，韋雅曼，李若光，劉洋，滕穎蕾，魏翼飛，
申請(專利權)人：北京郵電大學，
類型：發明
國別省市：北京;11