技術領域

本發明涉及可見光通信技術領域，更具體地說，涉及一種基于多用戶異步加密的發射裝置及方法、接收裝置及方法。

背景技術

傳統的物聯網一般通過各種無線或有線的通訊網絡實現互聯互通，采用傳統的通信技術。最近興起了一種利用可見光在自由空間進行傳播近距離通信的物聯網技術，這種利用可見光通信技術的物聯網我們稱之為光子物聯網。光子物聯網具有傳統物聯網的功能，只是通信的方式采用可見光進行通信。

由于可見光的指向性高，不能穿透障礙物，比使用無線通信方式具有更高的安全性，因而光子物聯網等場合逐漸利用可見光進行近距離通信。目前光子物聯網已經存在一些同步進行加密與解密的可見光通信系統，這種系統在使用同步方式讓可見光發射機與接收機始終使用相同的并且隨時間不斷變化的偽碼序列進行加密與解密。通過這種可見光通信的加密與解密，能使利用高速攝像機進行拍攝并復制出的頻閃光信號失效，無法被接收機進行識別，可以有效地杜絕安全隱患。

這種同步加密與解密的可見光通信系統利用握手同步的方法是在發射機中對導光信號和基帶數據分別進行加擾，然后合成一組信號再通過調制后發射出去。在接收機中接收解調后再對其中加密的導光信號進行偽碼判決，通過遍歷查詢選擇出加密所用的偽碼序列，然后對基帶數據進行解密，最后利用ID判決器對解密出來的ID信息和對應寄存器所保存的ID信息進行判斷，最終確定是合法信號還是非法復制的信號，從而完成解密。

由于發射機中加密所用的偽碼序列和接收機中解密所用的偽碼序列都是相同并且不斷隨時間變化的，所以采用這種同步可見光通信系統就要求可見光發射機和可見光接收機中的時間變化必須完全一致，即發射機和接收機的內部時鐘必須完全一致，時間誤差必須非常小，就目前所使用的晶振元件而言，很難達到完全一致，所使用的時間越長，兩者的時間系統的時間差就越大，最終失去同步信息，導致發射機與接收機的狀態變化不一致，即兩者所使用的偽碼序列可能在其中一端發生變化時，而另一端并未達到需要變化的時間點而繼續使用原來的偽碼序列，從而會導致解密失敗。

此外，由于同步的加密方法需要發射機和接收機進行時間上的同步，當某一端斷電后，就會失去同步信息，這樣重新上電后如果要恢復同步信息，就需要使用復位信號令未斷電的一端重新與之同步，這樣會增加系統的復雜度，并且可能會帶來使用上的不便。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種基于多用戶異步加密的發射裝置及方法、接收裝置及方法。

為解決上述技術問題，本發明一實施例提供了一種基于多用戶異步加密的發射裝置，包括：用于輸出偽碼序列和對應偽碼序列指示碼的偽碼發生器；用于對所述偽碼序列與ID信息進行邏輯運算，輸出偽碼信號的卷積編碼器；用于將所述偽碼序列指示碼合并至所述偽碼信號首部，輸出第一合并信號的偽碼序列指示碼合并單元；用于在所述第一合并信號首部合并設備尋址碼，輸出第二合并信號的設備尋址碼合并單元；以及以可見光信號的形式發送所述第二合并信號的發射單元。

優選的，所述發射裝置還包括連接于所述設備尋址碼處理單元與所述發射單元之間、用于對所述第二合并信號進行調制的調制器。

其中，所述發射單元是LED燈。

本發明另一實施例還提供了一種基于多用戶異步加密的接收裝置，包括：用于接收可見光信號，并輸出數字信號的可見光接收器；用于從所述數字信號分解為設備尋址碼和第一合并信號的設備尋址碼分解單元；用于將所述第一合并信號分解為偽碼序列指示碼和偽碼信號的偽碼序列指示碼分解單元；用于根據所述設備尋址碼對所述偽碼序列指示碼的合法性進行判決，若合法，查詢偽碼序列指示碼對應的偽碼序列的偽碼序列查詢單元；用于將所述偽碼序列與所述偽碼信號進行邏輯運算，輸出ID信息的卷積譯碼器。

優選的，所述接收裝置還包括：

用于根據所述設備尋址碼查詢對應ID信息的查詢單元；以及用于對所述卷積譯碼器輸出的ID信息與所述查詢單元輸出的ID信息進行對比，若相同判定合法，輸出合法ID信息的ID判決器。

優選的，所述接收裝置還包括：

與所述ID判決器連接的設備控制電路，用于根據接收的ID信息控制對應的設備。

優選的，所述接收裝置還包括：

連接于所述可見光接收器與所述設備尋址碼分解單元之間、用于對所述數字信號進行解調的解調器。

本發明另一實施例還提供了一種基于多用戶異步加密的發射方法，包括：

將生成的偽碼序列與ID信息進行編碼，獲得偽碼信號；