[发明专利]基于多用户异步加密的发射装置及方法、接收装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及可见光通信技术领域，更具体地说，涉及一种基于多用户异步加密的发射装置及方法、接收装置及方法。

背景技术

传统的物联网一般通过各种无线或有线的通讯网络实现互联互通，采用传统的通信技术。最近兴起了一种利用可见光在自由空间进行传播近距离通信的物联网技术，这种利用可见光通信技术的物联网我们称之为光子物联网。光子物联网具有传统物联网的功能，只是通信的方式采用可见光进行通信。

由于可见光的指向性高，不能穿透障碍物，比使用无线通信方式具有更高的安全性，因而光子物联网等场合逐渐利用可见光进行近距离通信。目前光子物联网已经存在一些同步进行加密与解密的可见光通信系统，这种系统在使用同步方式让可见光发射机与接收机始终使用相同的并且随时间不断变化的伪码序列进行加密与解密。通过这种可见光通信的加密与解密，能使利用高速摄像机进行拍摄并复制出的频闪光信号失效，无法被接收机进行识别，可以有效地杜绝安全隐患。

这种同步加密与解密的可见光通信系统利用握手同步的方法是在发射机中对导光信号和基带数据分别进行加扰，然后合成一组信号再通过调制后发射出去。在接收机中接收解调后再对其中加密的导光信号进行伪码判决，通过遍历查询选择出加密所用的伪码序列，然后对基带数据进行解密，最后利用ID判决器对解密出来的ID信息和对应寄存器所保存的ID信息进行判断，最终确定是合法信号还是非法复制的信号，从而完成解密。

由于发射机中加密所用的伪码序列和接收机中解密所用的伪码序列都是相同并且不断随时间变化的，所以采用这种同步可见光通信系统就要求可见光发射机和可见光接收机中的时间变化必须完全一致，即发射机和接收机的内部时钟必须完全一致，时间误差必须非常小，就目前所使用的晶振元件而言，很难达到完全一致，所使用的时间越长，两者的时间系统的时间差就越大，最终失去同步信息，导致发射机与接收机的状态变化不一致，即两者所使用的伪码序列可能在其中一端发生变化时，而另一端并未达到需要变化的时间点而继续使用原来的伪码序列，从而会导致解密失败。

此外，由于同步的加密方法需要发射机和接收机进行时间上的同步，当某一端断电后，就会失去同步信息，这样重新上电后如果要恢复同步信息，就需要使用复位信号令未断电的一端重新与之同步，这样会增加系统的复杂度，并且可能会带来使用上的不便。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于多用户异步加密的发射装置及方法、接收装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明一实施例提供了一种基于多用户异步加密的发射装置，包括：用于输出伪码序列和对应伪码序列指示码的伪码发生器；用于对所述伪码序列与ID信息进行逻辑运算，输出伪码信号的卷积编码器；用于将所述伪码序列指示码合并至所述伪码信号首部，输出第一合并信号的伪码序列指示码合并单元；用于在所述第一合并信号首部合并设备寻址码，输出第二合并信号的设备寻址码合并单元；以及以可见光信号的形式发送所述第二合并信号的发射单元。

优选的，所述发射装置还包括连接于所述设备寻址码处理单元与所述发射单元之间、用于对所述第二合并信号进行调制的调制器。

其中，所述发射单元是LED灯。

本发明另一实施例还提供了一种基于多用户异步加密的接收装置，包括：用于接收可见光信号，并输出数字信号的可见光接收器；用于从所述数字信号分解为设备寻址码和第一合并信号的设备寻址码分解单元；用于将所述第一合并信号分解为伪码序列指示码和伪码信号的伪码序列指示码分解单元；用于根据所述设备寻址码对所述伪码序列指示码的合法性进行判决，若合法，查询伪码序列指示码对应的伪码序列的伪码序列查询单元；用于将所述伪码序列与所述伪码信号进行逻辑运算，输出ID信息的卷积译码器。

优选的，所述接收装置还包括：

用于根据所述设备寻址码查询对应ID信息的查询单元；以及用于对所述卷积译码器输出的ID信息与所述查询单元输出的ID信息进行对比，若相同判定合法，输出合法ID信息的ID判决器。

优选的，所述接收装置还包括：

与所述ID判决器连接的设备控制电路，用于根据接收的ID信息控制对应的设备。

优选的，所述接收装置还包括：

连接于所述可见光接收器与所述设备寻址码分解单元之间、用于对所述数字信号进行解调的解调器。

本发明另一实施例还提供了一种基于多用户异步加密的发射方法，包括：

将生成的伪码序列与ID信息进行编码，获得伪码信号；