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Title:
VISIBLE LIGHT SIGNAL SENDING AND RECEPTION PROCESSING METHOD, TRANSMISSION END, RECEPTION END, AND SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/043231
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed are a visible light signal sending and reception processing method, a transmission end, a reception end, and a system. The method comprises: a transmission end calculating to-be-sent data and a scrambling code signal of the transmission end to output a scrambling code signal; the transmission end combining the scrambling code signal with a light guide signal to obtain a to-be-sent signal, the light guide signal comprising identification information of the transmission end; and the transmission end sending the to-be-sent signal in a form of a light signal. By mean of the present invention, the problem that the visible light communication encryption method is only suitable for one transmission end in the related art is solved, so that multiple transmission ends can be supported.

Inventors:
LIU RUOPENG (CN)
XIAO GUANGJIN (CN)
Application Number:
PCT/CN2014/079348
Publication Date:
April 02, 2015
Filing Date:
June 06, 2014
Export Citation:
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Assignee:
KUANG CHI INNOVATIVE TECH LTD (CN)
International Classes:
H04K1/02; H04B10/11; H04B10/50
Foreign References:
CN103795487A2014-05-14
CN102833065A2012-12-19
CN102780695A2012-11-14
CN102215068A2011-10-12
Other References:
See also references of EP 3054611A4
None
Attorney, Agent or Firm:
KANGXIN PARTNERS,P.C. (CN)
北京康信知识产权代理有限责任公司 (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1. 一种可见光信号发送处理方法, 包括: 发射端将待发送数据与所述发射端的伪码信号进行运算输出扰码信号; 所述发射端将所述扰码信号与导光信号合并得到待发送信号, 其中, 所述 导光信号包括所述发射端的标识信息; 所述发射端将所述待发送信号以光信号发送。

2. 根据权利要求 1所述的方法, 其中, 所述发射端将所述待发送数据与所述发射 端的伪码信号进行运算输出所述扰码信号包括: 所述发射端根据状态机的状态输出随时间变化的伪码信号; 所述发射端将所述伪码信号与所述待发送数据进行运算输出所述扰码信 号。

3. 根据权利要求 1所述的方法, 其中, 所述导光信号还包括: 所述发射端所属一 个或多个组的标识信息, 其中, 组用于表示属于该组的发射端的权限。

4. 根据权利要求 1至 3中任一项所述的方法, 其中, 所述导光信号包括: 识别信 息和所述发射端的标识信息。

5. 根据权利要求 4所述的方法, 其中, 所述识别信息是连续为 1的二进制数字序 列。

6. 根据权利要求 1至 3中任一项所述的方法, 其中, 所述发射端的标识信息是所 述发射端的设备号。

7. —种可见光信号接收处理方法, 包括: 接收端接收光信号, 并将所述光信号转换成数字信号;

所述接收端将所述数字信号拆分为扰码信号和导光信号, 其中, 所述导光 信号包括发射端的标识信息; 所述接收端使用与所述发射端对应的伪码信号对所述扰码信号进行解码得 到所述发射端发送的数据。

8. 根据权利要求 7所述的方法, 其中, 所述接收端使用与所述发射端对应的伪码 信号对所述扰码信号进行解码包括: 所述接收端根据所述发射端的标识信息获取所述发射端对应的伪码信号; 所述接收端使用与所述发射端对应的伪码信号对所述扰码信号进行解码。

9. 根据权利要求 8所述的方法, 其中, 所述接收端根据所述发射端的标识信息获 取所述伪码信号包括:

所述接收端根据所述发射端的标识信息获取所述发射端对应的状态码; 所述接收端根据所述发射端对应的状态码得到与所述状态码对应的伪码信 号。

10. 根据权利要求 8所述的方法, 其中, 在所述发射端发送的数据包括用户标识的 情况下, 在所述接收端使用所述伪码信号对所述扰码信号进行解码得到所述用 户标识之后, 所述方法还包括: 所述接收端验证从所述发射端接收到的用户标识和所述接收端预先保存的 用户标识是否相同或者存在对应关系, 如果相同或者存在对应关系, 则确定所 述发射端发送的用户标识合法, 否则非法。

11. 根据权利要求 7至 10中任一项所述的方法, 其中, 所述方法还包括: 所述接收端根据发射端的标识信息和组的对应关系确定所述发射端所属的 一个或多个组, 其中, 组用于表示属于该组的发射端的权限; 或者,

在所述导光信号中还携带有所述发射端所属组的标识信息的情况下, 所述 接收端根据所述导光信号中携带的一个或多个组的标识信息确定所述发射端所 属的一个或多个组, 其中, 组用于表示属于该组的发射端的权限。

12. 根据权利要求 7至 10中任一项所述的方法,其中,所述发射端的标识信息是所 述发射端的设备号。

13. 一种可见光信号发射端, 包括: 伪码信号发生器, 用于产生伪码信号;

运算器, 用于将待发送数据与所述发射端的伪码信号进行运算输出扰码信 号; 合并装置, 用于将所述扰码信号与导光信号合并得到待发送信号, 其中, 所述导光信号包括所述发射端的标识信息;

发光单元, 设置为将所述待发送信号以光信号发送。

14. 根据权利要求 13所述的发射端, 其中, 所述伪码信号发生器, 用于根据所述 发射端的状态机的状态输出随时间变化的伪码信号。

15. 根据权利要求 13所述的发射端, 其中, 所述导光信号还包括: 所述发射端所属 一个或多个组的标识信息, 其中, 组用于表示属于该组的发射端的权限。

16. 根据权利要求 13至 15中任一项所述的发射端, 其中, 所述导光信号包括: 连 续为 1的二进制数字序列和所述发射端的标识信息。

17. 根据权利要求 13至 15中任一项所述的发射端, 其中, 所述发射端的标识信息 是所述发射端的设备号。

18. 一种可见光信号接收端, 包括: 解调器, 用于将接收到的光信号转换成数字信号;

拆分装置, 用于将所述数字信号拆分为扰码信号和导光信号, 其中, 所述 导光信号包括所述发射端的标识信息;

伪码发生器, 用于获取伪码信号; 运算器, 用于使用所述伪码信号对所述扰码信号进行解码得到所述发射端 发送的数据。

19. 根据权利要求 18所述的接收端, 其中, 所述伪码发生器, 用于根据所述发射端 的标识信息获取所述伪码信号。

20. 根据权利要求 19所述的接收端, 其中, 所述伪码发生器, 用于根据所述发射端的标识信息获取对应的状态码, 并 根据所述状态码得到与所述状态码对应的伪码信号。

21. 根据权利要求 18所述的接收端, 其中, 所述接收端还包括: 判断器, 在所述发射端发送的数据包括用户标识的情况下, 用于验证从所 述发射端接收到的用户标识和所述接收端预先保存的用户标识是否相同或者存 在对应关系, 如果相同或者存在对应关系, 则确定所述发射端发送的用户标识 合法, 否则非法。

22. 根据权利要求 18至 21中任一项所述的接收端, 其中, 所述接收端还用于根据发射端的标识信息和组的对应关系确定所述发射端 所属的一个或多个组, 其中, 组用于表示属于该组的发射端的权限; 或者, 在所述导光信号中还携带有所述发射端所属组的标识信息的情况下, 所述 接收端还用于根据所述导光信号中携带的一个或多个组的标识信息确定所述发 射端所属的一个或多个组, 其中, 组用于表示属于该组的发射端的权限。

23. 根据权利要求 18至 21中任一项所述的接收端, 其中, 所述发射端的标识信息 是所述发射端的设备号。

24. 一种可见光信号处理系统, 包括权利要求 13至 17中任一项所述的可见光信号 发射端, 以及包括权利要求 18至 23中任一项所述的可见光信号接收端。

Description:
可见光信号发送、 接收处理方法、 发射端、 接收端及系统 技术领域 本发明涉及通信领域, 具体而言, 涉及一种可见光信号发送、 接收处理方法、 发 射端、 接收端及系统。 背景技术 光通信包括非可见光通信和可见光通信, 常见的非可见光通信如红外线通信, 红 外线通信是利用红外线作为传递信息的媒体, 即通信信道。 发射端将基带二进制信号 调制为一系列的脉冲串信号, 通过红外发射管发射红外信号。 接收端将接收到的光脉 冲转换成电信号, 再经过放大、 滤波等处理后送给解调电路进行解调, 还原为二进制 数字信号的输出。常用的可见光通信是一种在 LED技术上发展起来的、短距离高速无 线光通信技术。可见光通信的基本原理就是利 用 LED比荧光灯和白织灯切换速度快的 特点, 通过 LED光源的高频率闪烁来进行通信, 有光代表 1, 无光代表 0, 发出高速 的光信号, 再经过光电转换而获得信息。 在通信技术中, 无线光通信技术因为其数据不易被干扰和捕获 , 光通信设备制作 简单且不宜损坏或消磁, 可以用来制作无线光加密钥匙。 与微波技术相比, 无线光通 信有相当丰富的频谱资源, 这是一般微波通信和无线通信无法比拟的; 同时可见光通 信可以适用任何通信协议、适用于任何环境; 在安全性方面, 其相比传统的磁性材料, 无需担心消磁问题, 更不必担心通信内容被人窃取;无线光通信的 设备架设灵活便捷, 且成本低廉, 适合大规模普及应用。 考虑到光信号的安全性, 在相关技术中提供了一种基于导光信号的加密 、 解密技 术方案, 在该技术方案中, 发射端采用伪码信号对原始信号和导光信号加 密, 编码后 得到扰码信号; 接收端利用解扰后的导光信号对加密的原始信 号进行解密。 由于发射 端和接收端之间传输的是变化的扰码信号, 不易破解,从而保证了信号传输的安全性。 在相关技术中, 导光信号未进行编码前是一组全" 1 "的二进制数字序列, 与伪码 序列进行运算后,得到的随着伪码序列变化的 扰码信号。接收端通过导光信号的信息, 找到发射端对原始信号加密所用的伪码序列, 利用找到的伪码序列对加密的数据部分 进行解密, 最终还原真实的原始数据信息, 如用户的标识 ID号等。 由于发射端中未加 扰前的导光信号是一组全" 1 "的二进制数字序列, 并且接收端只储存一个唯一的用户 标识, 所以整个加密、 解密装置只适用于一个发射端。 针对上述的问题, 目前尚未提出有效的解决方案。 发明内容 本发明实施例提供了一种可见光信号发送、 接收处理方法、 发射端、 接收端及系 统, 以至少解决相关技术中对可见光通信的加密方 法只适用于一个发射端的问题。 根据本发明实施例的一个方面, 提供了一种可见光信号发送处理方法, 包括: 发 射端将待发送数据与所述发射端的伪码信号进 行运算输出扰码信号; 所述发射端将所 述扰码信号与导光信号合并得到待发送信号, 其中, 所述导光信号包括所述发射端的 标识信息; 所述发射端将所述待发送信号以光信号发送。 优选地, 所述发射端将所述待发送数据与所述发射端的 伪码信号进行运算输出所 述扰码信号包括: 所述发射端根据所述发射端的状态机的状态输 出随时间变化的伪码 信号; 所述发射端将所述伪码信号与所述待发送数据 进行运算输出所述扰码信号。 优选地, 所述导光信号还包括: 所述发射端所属一个或多个组的标识信息, 其中, 组用于表示属于该组的发射端的权限。 优选地, 所述导光信号包括: 识别信息和所述发射端的标识信息。 优选地, 所述识别信息是连续为 1的二进制数字序列。 优选地, 所述发射端的标识信息是所述发射端的设备号 。 根据本发明实施例的另一个方面,还提供了一 种可见光信号接收处理方法,包括: 接收端接收光信号, 并将所述光信号转换成数字信号; 所述接收端将所述数字信号拆 分为扰码信号和导光信号, 其中, 所述导光信号包括发射端的标识信息; 所述接收端 使用与所述发射端对应的伪码信号对所述扰码 信号进行解码得到所述发射端发送的数 据。 优选地, 所述接收端使用与所述发射端对应的伪码信号 对所述扰码信号进行解码 包括: 所述接收端根据所述发射端的标识信息获取所 述发射端对应的伪码信号; 所述 接收端使用与所述发射端对应的伪码信号对所 述扰码信号进行解码。 优选地, 所述接收端根据所述发射端的标识信息获取所 述伪码信号包括: 所述接 收端根据所述发射端的标识信息获取所述发射 端对应的状态码; 所述接收端根据所述 发射端的状态码得到与所述状态码对应的伪码 信号。 优选地, 在所述发射端发送的数据包括用户标识的情况 下, 在所述接收端使用所 述伪码信号对所述扰码信号进行解码得到所述 用户标识之后, 所述方法还包括: 所述 接收端验证从所述发射端接收到的用户标识和 所述接收端预先保存的用户标识是否相 同或者存在对应关系, 如果相同或者存在对应关系, 则确定所述发射端发送的用户标 识合法, 否则非法。 优选地, 所述接收端根据发射端的标识信息和组的对应 关系确定所述发射端所属 的一个或多个组, 其中, 组用于表示属于该组的发射端的权限; 或者, 在所述导光信 号中还携带有所述发射端所属一个或多个组的 标识信息的情况下, 所述接收端根据所 述导光信号中携带的一个或多个组的标识信息 确定所述发射端所属的一个或多个组, 其中, 组用于表示属于该组的发射端的权限。 优选地, 所述发射端的标识信息是所述发射端的设备号 。 根据本发明实施例的另一个方面, 还提供了一种可见光信号发射端, 包括: 伪码 信号发生器, 用于产生伪码信号; 运算器, 用于将待发送数据与所述发射端的伪码信 号进行运算输出扰码信号; 合并装置, 用于将所述扰码信号与导光信号合并得到待发 送信号, 其中, 所述导光信号包括所述发射端的标识信息; 发光单元, 用于将所述待 发送信号以光信号发送。 优选地, 所述伪码信号发生器, 用于根据所述发射端的状态机的状态输出随时 间 变化的伪码信号。 优选地, 所述导光信号还包括: 所述发射端所属一个或多个组的标识信息, 其中, 组用于表示属于该组的发射端的权限。 优选地, 所述导光信号包括: 连续为 1的二进制数字序列和所述发射端的标识信 息。 优选地, 所述发射端的标识信息是所述发射端的设备号 。 根据本发明实施例的另一个方面, 还提供了一种可见光信号接收端, 包括: 解调 器, 用于将接收到的光信号转换成数字信号; 拆分装置, 用于将所述数字信号拆分为 扰码信号和导光信号, 其中, 所述导光信号包括所述发射端的标识信息; 伪码发生器, 用于获取伪码信号; 运算器, 用于使用所述伪码信号对所述扰码信号进行解 码得到所 述发射端发送的数据。 优选地, 所述伪码发生器, 用于根据所述发射端的标识信息获取所述伪码 信号。 优选地, 所述伪码发生器, 用于根据所述发射端的标识信息获取对应的状 态码, 并根据所述状态码得到与所述状态码对应的伪 码信号。 优选地, 所述接收端还包括: 判断器, 在所述发射端发送的数据包括用户标识的 情况下, 用于验证从所述发射端接收到的用户标识和所 述接收端预先保存的用户标识 是否相同或者存在对应关系, 如果相同或者存在对应关系, 则确定所述发射端发送的 用户标识合法, 否则非法。 优选地, 所述接收端还用于根据发射端的标识信息和组 的对应关系确定所述发射 端所属的一个或多个组, 其中, 组用于表示属于该组的发射端的权限; 或者, 在所述 导光信号中还携带有所述发射端所属组的标识 信息的情况下, 所述接收端还用于根据 所述导光信号中携带的一个或多个组的标识信 息确定所述发射端所属的一个或多个 组, 其中, 组用于表示属于该组的发射端的权限。 优选地, 所述发射端的标识信息是所述发射端的设备号 。 根据本发明实施例的另一个方面, 还提供了一种可见光信号处理系统, 包括上述 任一所述的可见光信号发射端, 以及上述任一所述的可见光信号接收端。 在本发明实施例中, 采用所述导光信号包括所述发射端的标识信息 , 进而解决了 相关技术中对可见光通信的加密方法只适用于 一个发射端的问题, 从而能够支持多个 发射端。 附图说明 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步 理解, 构成本申请的一部分, 本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明, 并不构成对本发明的不当限定。 在附图 中: 图 1是根据本发明实施例的可见光信号发送处理 法的流程图; 图 2是根据本发明实施例的采用变化伪码信号进 加密的流程图; 图 3是根据本发明实施例的可见光信号接收处理 法的流程图; 图 4是根据本发明实施例的采用变化的伪码信号 进行解密的流程图; 图 5是根据本发明实施例的增加原始信号验证的 号接收处理方法的流程图; 图 6是根据本发明实施例的可见光信号发射端的 构框图; 图 7是根据本发明实施例可见光信号接收端的结 框图; 图 8是根据相关技术的基于导光信号的加密、 解密方法与装置中的未加密前的信 号格式的示意图; 图 9是根据本发明优选实施例的光子发射端的结 框图; 图 10是根据本发明优选实施例的光子接收端的结 框图; 图 11是根据本发明优选实施例的基于多用户同步 密、解密方法与装置中的发射 端与接收端之间所传输的信号的数据结构示意 图; 图 12 是根据本发明优选实施例的在可见光通信系统 中使用的加解密方法的流程 图。 具体实施方式 下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本 发明。 需要说明的是, 在不冲突的 情况下, 本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互 组合。 在本发明实施例中, 提供了一种可见光信号发送处理方法, 图 1是根据本发明实 施例的可见光信号发送处理方法的流程图, 如图 1所示, 该流程包括: 步骤 S102, 发射端将待发送数据 (在下文中将该待发送数据成为原始信号)与 该 发射端的伪码信号进行运算 (例如, 逻辑运算, 在下文中以逻辑运算为例进行说明) 输出扰码信号; 步骤 S104; 发射端将该扰码信号与导光信号合并得到待发 送信号, 其中, 该导光 信号包括该发射端的标识信息; 步骤 S106, 发射端将该待发送信号以光信号发送。 通过上述步骤, 导光信号包括发射端的标识信息, 与相关技术中导光信号为是全 1 的序列相比, 不同的发射端的导光信号均是不相同, 接收端可以根据导光信号中的 发射端的标识信息来确定不同的发射端, 从而解决了相关技术中对可见光通信的加密 方法只适用于一个发射端的问题, 进而能够支持多个发射端。 在一个优选的实施方式中, 为了更加安全可以使用变化的伪码信号来对原 始信号 进行加密, 图 2是根据本发明实施例的采用变化伪码信号进 加密的流程图, 如图 2 所示, 该流程包括如下步骤: 步骤 S202, 发射端根据该发射端的状态机的状态输出随时 间变化的伪码信号; 步骤 S204, 发射端将该伪码信号与原始信号进行逻辑运算 输出该扰码信号; 步骤 S206; 发射端将该扰码信号与导光信号合并得到待发 送信号, 其中, 该导光 信号包括该发射端的标识信息; 步骤 S208, 发射端将该待发送信号以光信号发送。 通过上述步骤, 发射端与接收端的状态将会随着时间进行变换 , 所采用伪码序列 也随着状态不断变换。 因此, 当发射端进行发射时, 就选用当前的状态所对应的伪码 序列对原始信号进行加密, 由于伪码是变化的因此安全性更高。 在上述步骤中, 只要导光信号中包括了发射端的标识信息就可 以解决相关技术中 的问题, 在优选实施方式中, 该导光信号还可以包括一些其他的信息, 这些其他的信 息可以用于其他的用途。 下面以两个优选实施方式进行说明。 在上述步骤中,状态机的实现可以是多种方式 的。可以是通过设备中的状态模块; 也可以是通过能够获取环境、 用户数据的模块, 例如传感器, 从环境、 用户提取状态 码, 例如是随时间变化的信息, 如人的体征信息也可以, 如血压, 心跳等。 在优选实施方式一中, 导光信号还可以包括: 该发射端所属组的标识信息, 其中, 该组用于表示属于该组的发射端的权限。 通过在导光信号中的组的标识信息可以实现 通过组的方式来对发射端进行权限限定。 例如, 发射端可以是可见光的门禁卡, 不同 的人所使用的门禁卡是不相同的。 每个门禁卡都有自己的设备标识信息, 从而区分不 同的门禁卡。 此时, 还可以在导光信号中添加该门禁卡所属于的组 , 例如, 该门禁卡 属于管理层组, 那么该门禁卡在周末也可以开门, 如果该门禁卡属于普通员工组, 那 么该门禁卡在周末非工作时间是无法开门的。 不同的组表示了不同的发射端的权限。 在另一个更优的实施方式中, 该组可以是一个或多个组, 多个组可以用来标识不 同的权限, 不同的组也可以用来表示不同的层次, 例如, 如果设备在某个城市中是唯 一的, 例如, 公交卡, 那么可以使用不同的组来标识城市、 小区、 楼、 公司、 用户等 层次。 在优选实施方式二中, 导光信号还可以包括: 识别信息和该发射端的标识信息。 其中识别信息优选的是连续为 1的二进制数字序列, 通过连续为 1的二进制数字序列 可以更加有利于识别导光信号。 连续为 1的信号是比较容易识别的, 由于导光信号的 包括的标识信息各不相同, 在增加连续为 1的信号之后, 例如, 预先约定连续 10个 1 之后就是该发射端的标识信息, 由于 1的容易识别,这样就很容易 10个连续 1之后的 标识信息识别出来, 并且能够提高识别的准确性。 需要说明的是, 连续为 1的信号仅 仅是一种优选的实施方式, 并不限于此。 上述实施例中所描述的流程是从发射端说明的 。 图 3是根据本发明实施例的可见 光信号接收处理方法的流程图, 如图 3所示, 该流程包括如下步骤: 步骤 S302, 接收端接收光信号, 并将该光信号转换成数字信号; 步骤 S304, 接收端将该数字信号拆分为扰码信号和导光信 号, 其中, 该导光信号 包括该发射端的标识信息; 步骤 S306, 接收端获取与发射端对应的伪码信号; 例如, 可以根据该发射端的标 识信息获取该发射端对应的伪码信号; 步骤 S308, 接收端使用该伪码信号对该扰码信号进行解码 得到原始信号。 通过上述步骤, 导光信号包括发射端的标识信息, 与相关技术中导光信号为是全 1 的序列相比, 不同的发射端的导光信号均是不相同, 接收端可以根据导光信号中的 发射端的标识信息来确定不同的发射端, 从而解决了相关技术中对可见光通信的加密 方法只适用于一个发射端的问题, 进而能够支持多个发射端。 在一个优选的实施方式中, 为了更加安全可以使用变化的伪码信号来对原 始信号 进行加密, 此时接收端也需要得到相应的伪码信号。 图 4是根据本发明实施例的采用 变化的伪码信号来进行解密的流程图, 如图 4所示, 该流程包括如下步骤: 步骤 S402, 接收端接收光信号, 并将该光信号转换成数字信号; 步骤 S404, 接收端将该数字信号拆分为扰码信号和导光信 号, 其中, 该导光信号 包括该发射端的标识信息; 步骤 S406, 接收端根据该发射端的标识信息获取与该发射 端对应的伪码信号; 步骤 S408, 接收端根据该发射端对应的状态码得到与该状 态码对应的伪码信号; 步骤 S410, 接收端使用该伪码信号对该扰码信号进行解码 得到原始信号。 通过上述步骤, 发射端与接收端的状态将会随着时间进行变换 , 所采用伪码序列 也随着状态不断变换。 因此, 当发射端进行发射时, 就选用当前的状态所对应的伪码 序列对原始信号进行加密, 接收端也采用相应的伪码序列来进行解密, 由于伪码是变 化的因此安全性更高。 在一个优选的实施例, 还可以增加数据验证的步骤。 图 5是根据本发明实施例的 增加原始信号验证的信号接收处理方法的流程 图, 如图 5所示,该流程包括如下步骤: 步骤 S502, 接收端接收光信号, 并将该光信号转换成数字信号; 步骤 S504, 接收端将该数字信号拆分为扰码信号和导光信 号, 其中, 该导光信号 包括该发射端的标识信息; 步骤 S506, 接收端根据该发射端的标识信息获取伪码信号 ; 步骤 S508, 接收端使用该伪码信号对该扰码信号进行解码 得到原始信号。 步骤 S510, 在发射端发送的数据包括用户标识的情况下, 接收端验证从发射端接 收到的用户标识和接收端预先保存的用户标识 是否相同或者存在对应关系, 如果相同 或者存在对应关系, 则确定发射端发送的用户标识合法, 否则非法。 通过上述步骤, 发射端发射的数据可以是用户标识, 接收端可以使用该用户标识 进行相应的处理, 在接收端可以预先设置其能够处理的所有的用 户标识, 这样当接收 到发射端发送的用户标识之后, 可以比较一下其预先存储的用户标识中是否有 该发射 端发送的用户标识, 从而可以提高可靠性。 在上述步骤中, 只要导光信号中包括了发射端的标识信息就可 以解决相关技术中 的问题, 在优选实施方式中, 该导光信号还可以包括一些其他的信息, 这些其他的信 息可以用于其他的用途。 下面以两个优选实施方式进行说明。 在优选实施方式一中, 导光信号还可以包括: 该发射端所属组的标识信息, 其中, 该组用于表示属于该组的发射端的权限。 通过在导光信号中的组的标识信息可以实现 通过组的方式来对发射端进行权限限定。 即, 在导光信号中还携带有发射端所属组的 标识信息的情况下,接收端根据导光信号中携 带的组的标识信息确定发射端所属的组, 其中, 组用于表示属于该组的发射端的权限。 作为优选实施方式一的变型的实施方式,可以 在不导光信号中携带组的标识信息, 而是根据发射端的标识信息来确定该发射端所 属于的组, 这样在导光信号的携带的数 据就比较少, 接收端需要进行更多的处理。 即, 接收端根据发射端的标识信息和组的 对应关系确定发射端所属的组, 其中, 组用于表示属于该组的发射端的权限。 例如, 发射端的标识信息为 110001, 在接收端保存有 110001对应组, 即在接收端保存有发 射端的标识信息和其对应的组的对应关系, 这样就可以不再导光信号中携带组的标识 信息。 在优选实施方式二中, 导光信号还可以包括: 连续为 1的二进制数字序列和该发 射端的标识信息。 通过连续为 1的二进制数字序列可以更加有利于识别导光 号。 对应于上述方法, 在本实施例中还提供了一种可见光信号发射端 , 图 6是根据本 发明实施例的可见光信号发射端的结构框图, 如图 6所示, 该结构包括: 伪码信号发生器, 用于产生伪码信号; 运算器, 用于将原始信号与该发射端的伪码信号进行运 算输出扰码信号; 该运算 器可以是数字逻辑运算器。 合并装置, 用于将该扰码信号与导光信号合并得到待发送 信号, 其中, 该导光信 号包括该发射端的标识信息; 发光单元, 用于将该待发送信号以光信号发送。 该装置可以通过硬件的方式来实现, 也可以通过软件的方式来实现。 通过上述装 置解决了相关技术中对可见光通信的加密方法 只适用于一个发射端的问题, 进而能够 支持多个发射端。 优选地, 伪码信号发生器, 用于根据该发射端的状态机的状态输出随时间 变化的 伪码信号。 优选地, 导光信号还包括: 该发射端所属组的标识信息, 其中, 该组用于表示属 于该组的发射端的权限。 优选地, 导光信号包括: 连续为 1的二进制数字序列和该发射端的标识信息。 对应于上述方法, 在本实施例中还提供了可见光信号接收端, 图 7是根据本发明 实施例可见光信号接收端的结构框图, 如图 7所示, 该结构包括: 解调器, 用于将接收到的光信号转换成数字信号; 拆分装置, 用于将该数字信号拆分为扰码信号和导光信号 , 其中, 该导光信号包 括该发射端的标识信息; 伪码发生器, 用于获取伪码信号; 优选地, 可以根据该发射端的标识信息获取伪 码信号; 运算器, 用于使用该伪码信号对该扰码信号进行解码得 到原始信号。 该运算器可 以是数字逻辑运算器。 优选地, 伪码发生器, 用于根据该发射端的标识信息获取对应的状态 码, 并根据 该状态码得到与该状态码对应的伪码信号。 优选地, 接收端还包括: 判断器, 在发射端发送的数据包括用户标识的情况下, 用于验证从发射端接收到的用户标识和接收端 预先保存的用户标识是否相同或者存在 对应关系, 如果相同或者存在对应关系, 则确定发射端发送的用户标识合法, 否则非 法。 优选地, 发射端的标识信息还用于确定该发射端所属的 组, 其中, 该组用于表示 属于该组的发射端的权限; 或者,该导光信号中还携带有该发射端所属组 的标识信息, 其中, 该组用于表示属于该组的发射端的权限。 上述发射端和接收端可以构成一个系统。 优选地, 上述实施例中的发射端的标识 信息, 可以是该发射端的设备号, 设备代码, 设备名称或其他可以确定其身份的设备 信息。 在上述实施例及其优选的实施方式中, 可以在根据导光信号确定设备的标识信息 之前, 先进行身份验证, 例如, 可以采用指纹验证使用该发射端的用户的信息 , 在验 证成功之后, 再使用上述实施例及优选实施方式中提供的方 案来验证发射端的标识信 息。 下面结合优选实施例, 在如下优选实施例中以原始信号为用户 ID 号为例进行说 明。 本优选实施例提供了一种基于多用户的同步加 密、 解密方法和装置。 这种方法和 装置与上述中的基于导光信号的加密、 解密方法和装置类似, 不过本优选实施例基于 多用户的同步加密、 解密方法和装置中发射端不使用全 " 1 "的导光信号, 而是使用各 种不同的, 代表不同用户和设备号。 每个发端发出的信号中包括两部分: 第一部分是 每个发射端对应的唯一设备号, 此部分不进行加扰; 第二部分是用户 ID号, 利用随着 状态变化的伪码序列进行加密。 同时, 接收端也储存所有发射端的标识信息 (例如, 可以是该发射端的设备号) 和原始 ID号 (原始 ID号可以是用户 ID号, 可以是用来 标识用户的, 设备号是该发射端的标识信息, 是用来标识设备的。 本优选实施例的原 始 ID号是待发送的数据中的一种, 并不限于此。在本优选实施例中, 将发射端的标识 信息均成为是设备号, 而将待发送的数据称为 ID号), 其中设备号与 ID号一一对应。 发射端和接收端在第一次进行通信时, 以此时作为起始状态, 然后对应发射端与接收 端的状态将会随着时间进行变换, 所采用伪码信号 (例如, 可以是伪码序列) 也随着 状态不断变换。 因此, 当发射端进行发射时, 就选用当前的状态所对应的伪码序列对 ID号进行加密, 而接收端在接收到某一个发射端发过来的光信 号后, 通过光电转换和 解调, 还原出信号中的设备号, 然后在储存器中找到与该设备号对应的状态, 并选用 对应的伪码序列对 ID号进行解密, 解密出的 ID号, 再将解密后的 ID与储存的 ID进 行对比, 进行合法性判断。 通过本优选实施例提供的基于多用户的同步加 密、解密方法和装置, 能够实现可 见光通信过程的加密和解密, 并且能够支持多用户, 进一步提升实用性。 在本优选实施例中接收端还可以根据先前所储 存的 ID号与解密后的 ID号进行对 比, 看两者是否相同。 如果相同, 说明传输的 ID号为合法, 不同的说明传输的 ID号 非法。 并且, 由于加密所用的伪码序列是随时间所处的不同 状态决定的, 所以加密所 用的伪码序列是随着时间不断变化的, 因此, 即使用是固定的用户标识 ID号和导光信 号, 通过伪码序列加密后, 在发射端和接收端之间传输的就是变化的加密 信号, 这种 信号对于在不同状态的时间段内的复制是无效 的, 所以能提高信号传输的安全性。 下面结合附图来进行说明。 图 8是根据相关技术的基于导光信号的加密、 解密方法与装置中的未加密前的信 号格式的示意图, 如图 8所示, 该信号格式由全 "1"的导光信号和 ID号两部分组成。 图 9是根据本发明优选实施例的光子发射端的结 框图, 如图 9所示, 该发射端 包括 ID储存器 901, 伪码发生器 902, 设备号储存器 903, 数字逻辑运算器 904, 调制 器 905和 LED906。 图 10是根据本发明优选实施例的光子接收端的结 框图, 如图 10所示, 接收端 包括可见光光电检测器 1001, 解调器 1002, 数字逻辑运算器 1003, 本地设备号 1004、 对应 ID及对应状态储存器,伪码发生器 1005, Id判决器 1006和外围控制电路 1007。 图 11是根据本发明优选实施例的基于多用户同步 密、解密方法与装置中的发射 端与接收端之间所传输的信号的数据结构的示 意图, 如图 11所示, 该信号是由两部分 组成, 不加扰的设备号和加扰的 ID号。 图 9和图 10示出了一种可在其中实现本优选实施例的可 光通信系统。可见光通 信系统包括图 9中的发射端和图 10中的接收端。 图 9中发射端包括 ID储存器 901, 与编码器 901相耦合的伪码发生器 112以及设 备号储存器 903。 ID储存器 901储存有用户信息 (如 ID号), 并采用伪码发生器 902 产生的伪码信号对 ID 号数据进行编码以产生扰码信号。 由于产生的扰码信号与原始 ID号的通信数据不同, 因此起到了加密的作用。如在本文中使用的, 术语"加密"和"编 码", 以及"解密"和"解码"可以互换地使用。 ID储存器所读取的 ID数据与伪码信号发 生器所产生的伪码信号在数字逻辑运算器中进 行编码, 编码方式可以为异或运算, 同 或运算或卷积运算, 交织运算等, 得到加密后的扰码信号。 与此同时, 设备号储存器 903与读取该发射端的设备号信息, 并与上述所产生扰码信号进行合并, 形成图 8中 所描述中优选实施例所述的传输信号的数据结 构。 其中设备号信息可能与 ID不一致, 只代表某一个发射端的识别码, 具有唯一性, 并且不进行加密处理, 接收器是根据设 备号来识别是来自哪一个发射端的。 扰码信号和设备号合并后, 经过调制器 905将合 并后的信号输出至发光单元即 LED 906, 以驱动后者将接收到的信号以可见光的形式 发送出去。 发光单元可以是其他具有发光功能的元件。 发射端可以是光子物联网中的 手持式客户端。 图 9中接收端包括用于检测发射端发射的可见光 号的光电检测器 1001、并将可 见光信号转换为数字信号的解调器 1002。解调后的数字信号根据传输的信号格式 分 为两部分: 加密的 ID信号和不加密的设备号信号。 其中加密的 ID部分输出到数字逻 运算器 1003, 设备号部分则输出到本地储存器 1004。 本地储存器 1004接收到设备号 信号后,在储存器中查找与设备号一一对应的 本地 ID以及对应状态的状态码,然后将 状态码发送给伪码发生器 1005, 本地对应 ID则发送到 ID判断器 1008。 状态码发送 到伪码发生器 1005后,伪码发生器根据状态码,产生一组与 态码一一对应的扰码序 列信号,然后发送到数字逻辑运算器 1003中,其中扰码信号是与发射端在相同状态 扰码信号一致的。 加密的 ID信号与伪码序列信号在数字逻辑运算器 1003中进行数字 逻辑运算, 即进行解码, 所用数字逻辑运算方式与发射端一致。 经数字逻辑运算后就 可以恢复出发射端所发射的原始 ID。 经数字逻辑运算后的 ID还不能确定是否是合法 的 ID, 因为其它发射端所用的 ID可能在其它状态加密后的 ID可能与此 ID相同, 所 以还需要在 ID判断器 1008对些 ID进行合法性判决。 由储存器 1004输出的本地对应 ID和数字逻辑运算器 1003输出的逻辑运算后的 ID在 ID判断器中进行判断, 如果两 个 ID值相同或者存在一定对应关系, 则认为是合法的 ID值, 再将此合法 ID发送到 外围控制电路 1007; 两个 ID值不同或者不能对应一定的对应关系, 则认为此 ID是非 法的, 不将其发往外围控制电路 1007。 在附图的可见光通信系统中仅示出了一个发射 端, 但是本领域技术人员容易领会, 对应于一个接收端往往存在多个发射端。 为了使发射端和接收端之间的通信具有更高的 安全性, 防止高速摄像机拍摄复制 光信号, 所以在发射端和接收端中都使用了随时间变化 的伪码序列对原始通信数据进 行了加密和解密。 因此, 伪码信号发生器 902以发射器的时间信号为基准根据发射端 的状态机的状态输出随时间变化的伪码信号。 相应地,接收端中的储存器 1004也以本 地时钟信号为基准储存与发射端设备号对应的 随时间变化的状态码, 此状态码表示接 收到某一发射机的信号时, 该发射机所对应的状态。 而接收端中的伪码信号发生器

1005根据输入的状态码相应地输出随时间变 的伪码信号。 明显地, 当发射端和接收 端的状态一致时, 它们加密和解密所用的伪码序列也会一致或存 在某种对应的关系。 图 12 是根据本发明优选实施例的在可见光通信系统 中使用的加解密方法的流程 图, 如图 2所示, 该流程包括如下步骤: 步骤 S1201 ,发射端对原始 ID与随时间变化的第一伪码信号进行逻辑运算 获得 扰码信号。原始 ID是要发送的信息的一部分, 例如用户身份信息等, 并且可以是一种 数字序列信号。 伪码信号可以是随单位时间变化的数字序列, 其中该单位时间可以根 据需要设置, 例如, 每天、 每小时、 每分钟、 每秒等。 原始通信数据与第一伪码信号 的逻辑运算可以是逻辑与、 逻辑或、 逻辑异或等, 也可以是上述运算中的任意两者或 更多者的组合。 例如, 原始 ID通信数据为发射端的用户 ID, 并且始终为 00001101。 在经过一定 个单位时间 T后所对应的发射端状态 N下, 第一伪码信号可以为 10101010, 则原始 ID通信数据与第一伪码信号的逻辑运算, 例如"异或"的过程如下表所示:

步骤 S1202, 发射端 110将该扰码信号以可见光信号的形式发送出去 。 例如, 发 射端通过 LED灯以闪光形式将调制信号发送出去。针对上 述扰码信号 10100111, LED 灯可产生高频率闪烁, 有光可代表 1, 无光可代表 0, 或者反之亦然, 从而有效地实现 了可见光通信。 步骤 S1203, 接收端 120接收发射端 110发送的可见光信号, 并将该可见光信号 转换为数字信号。 例如, 对于 LED灯产生的高频率闪烁, 有光可代表 1, 无光可代表 0, 或反之, 从而可将接收的可见光信号转换为数字信号。 步骤 S1204, 接收端 120对该数字信号与第二伪码信号进行解码例如 逻辑运算, 以获得原始通信数据。 优选地, 在经过一定单位时间 T后所对应的接收端状态 N下, 第二伪码信号也为 10101010, 与第一伪码信号码型、 起止相位相同。 接收端 120对接 收到的信号与第二伪码信号的逻辑运算, 例如"异或"过程如下表所示:

可见, 解码输出信号为 00001101, 与原始通信数据相同, 即解码出了原始通信数 据。 如上文所述, 为了使接收端能正确解码, 接收端的伪码信号发生器产生的伪码信 号需要与发射端的伪码信号发生器产生的伪码 信号同步变化。 优选地, 伪码信号的变 化是由收发两端的状态机的状态决定的, 在经过一定的单位时间(例如, 1秒、 1分钟 或其他规定的时间段) 后, 收发两端的状态机的状态就会由上一个状态跳 变到下一个 状态, 同时与状态机状态对应的加密和解密所使用的 伪码信号也会作相同的变化。 要做到正常、 正确的可见光通信, 可以满足以下条件: 1. 基带信号频率或导光 信号发生器的频率与伪码发生器的频率相同或 保持整数倍的关系。 2. 收发二端的伪码 发生器的状态随时间变化, 并且变化相同。 通过以上的基于多用户的同步加密、 解密方法和装置, 能够使发射端发射出来的 可见光信号进行加密, 并且能够在接收端进行正确的解密, 即使被高速摄像机拍摄后 进行复制, 由于复制的信号无法与接收端的状态变化进行 同步,所以在不同的时间内, 能够防止可见光信号被复制使用, 可以在一定程度上有效地提高可见光通信系统 的安 全性。 在使用了上述的加密和解密方法之后, 在结合本优选实施例的导光信号, 与现有 技术方案即图 8中使用全 "1 "的导光信号所述的一种基于导光信号的加密 解密方法和 装置相比, 由于使用了可以表示不同数值的设备号部分, 因此能够用于多发射端, 比 前者的只适用单发射端更具有实际使用价值。 以上所述仅为本发明的优选实施例而已, 并不用于限制本发明, 对于本领域的技 术人员来说, 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内, 所作的 任何修改、 等同替换、 改进等, 均应包含在本发明的保护范围之内。 工业实用性 本发明实施例提供的技术方案可以应用于通信 领域, 解决了相关技术中对可见光 通信的加密方法只适用于一个发射端的问题, 从而能够支持多个发射端。