一種射頻鏈路工作參數的配置方法及其無線通訊裝置的製作方法

2023-06-23 12:38:56

專利名稱：一種射頻鏈路工作參數的配置方法及其無線通訊裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種射頻鏈路工作參數的配置方法及其無線通訊裝置，特別是一種具有加密應用的射頻鏈路工作參數的配置方法及其無線通訊裝置。
背景技術：
目前各種無線射頻(Radio Frequency, RF)通訊應用十分廣泛,尤其是2.4GHz作為全球通用的ISM(Industrial Scientific Medical,工業科學醫學)頻段,在無線區域網WLAN、藍牙、ZigBee等無線通訊方面有著廣泛的應用。通訊的雙方要實現正常的點對點數據傳輸，除了通訊頻率必須相同之外，還應具有相同的通訊地址，也就是說，由射頻通訊頻率和射頻通訊地址構成的一組射頻工作參數決定了射頻通訊的唯一性。通訊雙方採用預先設置固定的工作參數或者臨時配置工作參數的方法來完成射頻鏈路的建立和進行射頻數據傳輸。預先設置固定工作參數的方法雖然實現起來比較簡單，但很不靈活，而且在實際使用環境中一旦出現多個同頻設備工作時便很容易出現互相干擾，使得通訊穩定性和成功率大為下降，所以一般採用在需要時臨時配置新的射頻鏈路工作參數的方法，雙方採用跳頻的方式切換成新的工作參數進行射頻通訊以避開同頻幹擾。但是，在只有射頻通道存在的情況下，為了建立初始通訊，通訊雙方必須首先在某組固定的頻點和地址上開始工作，然後才可以協商出下一步通訊的工作參數並切換到新的工作參數下進行通訊。也就是說，第一步射頻通訊總是必須使用固定的工作參數，所以仍然存在前述同頻幹擾問題。隨著移動電子支付技術的發展，帶磁通道的2.4GHz近距離射頻通訊系統成為一種典型的行動支付應用系統。所述帶磁通道的2.4G近距離射頻通訊系統使用磁通道進行距離控制，使用射頻通道完成交易過程。所述磁通道的引入為通訊雙方配置射頻鏈路工作參數提供了一種方便的途徑，雙方可以通過磁通道直接傳遞射頻鏈路工作參數，也可以使用磁通道傳遞一個隨機數來進行射頻鏈路工作參數的協商，從而完成射頻鏈路工作參數配置。由於磁通道數據傳輸速率很低，只能通過磁通道傳輸少量數據，而直接傳遞工作參數需要較長時間，所以，為了加快通訊接入速度，優選使用通過磁通道傳遞隨機數來協商工作參數的方式。在所述帶磁通道的2.4G近距離射頻通訊系統中，為了傳輸數據的安全性，往往需要對2.4GHz射頻鏈路進行加密，而作為射頻鏈路會話密鑰協商所使用的隨機數也是通過磁通道傳遞的。由於磁通道傳輸速率很低，這就很有必要復用磁通道傳遞的隨機數。但是，
2.4G射頻通道具有開放性，通過分析暴露在射頻通道上的射頻工作參數有可能推導出磁通道隨機數，進而威脅到射頻鏈路密鑰的安全性。

發明內容
本發明要解決的主要技術問題是，提供一種射頻鏈路工作參數的配置方法及其無線通訊裝置，保證了在射頻鏈路工作參數配置過程中以及數據傳送的安全性，進一步還讓磁通道數據傳輸利用率得到了提高。
為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案如下:一種射頻鏈路工作參數的配置方法，包括以下步驟:通訊一方通過磁通道發送配置信息給通訊另一方；通訊雙方分別對所述配置信息進行單向變換運算後得到射頻工作參數推導因子，再根據所述推導因子進行射頻鏈路工作參數的確定；通訊雙方使用所述工作參數建立射頻鏈路，進行射頻通訊。進一步地，所述的配置信息為隨機數。更進一步地，用所述隨機數計算工作參數步驟的處理過程為:通訊雙方基於預先設置的算法分別對隨機數進行單向變換運算，得到單向變換結果，並根據所述單向變換結果確定所述射頻工作參數推導因子；通訊雙方用預先設置的推導方法根據所述射頻工作參數推導因子分別推導出射頻鏈路的工作參數。更進一步地，所述的射頻工作參數推導因子的確定方式為:取所述單向變換結果的全部或一部分。更進一步地，在通訊雙方對隨機數進行單向變換運算，得到單向變換結果的步驟中，包括以下步驟:通過預設的加密密鑰算法根據所述隨機數計算得到加密密鑰；通過預設的明文算法根據所述隨機數計算得到明文；用所述加密密鑰對所述明文進行對稱加密運算，得到密文分組；所得的密文分組為所述單向變換運算的結果。更進一步地，所述的對稱加密運算為:採用3DES對稱加密算法或AES對稱加密算法進行運算。更進一步地，所述根據推導因子確定射頻鏈路的工作參數的處理過程包括:根據預先設置的頻率計算方法通過所述推導因子計算射頻鏈路的通訊頻點；根據通訊雙方預先設置的地址計算方法通過所述推導因子計算射頻鏈路的通訊地址。更進一步地，對射頻鏈路通訊頻點的計算處理過程為:以通訊雙方可用的射頻通訊頻點數目為模對所述推導因子進行求餘運算；根據預先設置的餘數與通訊頻點對應關係，將運算結果與其對比，得出雙方選定射頻鏈路的通訊頻點。更進一步地，對射頻鏈路通訊地址的計算處理過程為:取所述推導因子的n個字節，n小於等於所述推導因子字節長度M，通訊地址的字節取自所述推導因子的n個字節本身或n個字節取反或者補零；所組成的新的排列字節為所述射頻鏈路的通訊地址。一種無線通訊裝置，包括:信息收發模塊、工作參數計算模塊、射頻模塊；所述信息收發模塊用以接收來自磁通道的配置信息或者通過磁通道向通訊另一方發送配置信息；所述工作參數計算模塊用以對接收的配置信息進行單向變換運算，並對運算後得到射頻工作參數推導因子進行推導，得到射頻鏈路工作參數；所述射頻模塊用以使用得到的射頻鏈路工作參數建立射頻鏈路，進行通訊。
進一步地，所述的配置信息為隨機數。更進一步地，所述無線通訊裝置還包括一個隨機數生成模塊；所述隨機數生成模塊用以生成所述隨機數，並傳送給所述信息收發模塊和所述工作參數計算模塊。更進一步地，所述工作參數計算模塊包括:工作參數推導因子單元、通訊頻點計算單元和通訊地址計算單元；所述工作參數推導因子單元用以對接收的配置信息進行單向變換運算，並得到所述射頻工作參數推導因子；所述通訊頻點計算單元與通訊地址計算單元用於分別對所述推導因子進行計算，分別得到射頻鏈路的通訊頻點和射頻鏈路的通訊地址。本發明的有益效果是:提供的上述方法既能夠保證通過磁通道快速配置射頻工作參數，還能夠保證在射頻鏈路工作參數配置過程中以及數據傳送的安全性，進一步還大大提高了磁通道數據的傳輸使用效率。


圖1是本發明實施方式射頻鏈路工作參數配置流程圖；圖2是本發明實施方式無線通訊裝置結構圖。
具體實施例方式下面通過具體實施方式
結合附圖對本發明作進一步詳細說明。本發明的總體思路為:利用磁通道傳遞臨時配置射頻鏈路工作參數的配置信息，然後通過通訊雙方對配置信息的單向變換運算，得到射頻鏈路的工作參數，從而建立通訊。在這個過程中單向變換運算的過程具有不可逆性，從而使整個數據的傳輸到射頻鏈路的建立都確保了數據的安全性。具體步驟包括以下三步:步驟1:磁通道傳送數據:通訊一方通過磁通道發送配置信息給通訊另一方；步驟2:射頻工作參數計算:通訊雙方分別對所述配置信息進行單向變換運算後得到射頻工作參數推導因子，再根據所述推導因子進行射頻鏈路工作參數的確定；步驟3:建立射頻通訊:通訊雙方使用步驟2得到的工作參數建立射頻鏈路，進行射頻通訊。通過以上的三個步驟即可完成從配置信息的發送到射頻通訊的建立的過程，且，從射頻工作參數只可能分析出射頻工作參數推導因子，不可能推導出配置信息，進而保證了通訊數據的安全性。為了使本發明方案更加完整，更具有安全性，所以在本實施方式中，將臨時配置射頻鏈路工作參數的配置信息設置為隨機數RND。這樣因為隨機數的不確定性，可以進一步保證無法從工作參數推導出隨機數，進而保證射頻鏈路密鑰的安全性。請參考圖1，本發明實施方式射頻鏈路工作參數配置流程圖。在上述步驟I中，具體可以分為兩個操作步驟，即:步驟101:通訊一方生成配置信息，在本實施方式中，配置信息即隨機數RND ；步驟102:通訊一方將生成的配置信息通過磁通道傳遞給通訊的另一方。在上述步驟2中，用隨機數RND計算射頻鏈路工作參數具體處理過程為:
首先，通訊雙方通過步驟I得到了相同的一組配置信息，即隨機數RND ；步驟201:雙方再通過預先設置的算法分別對隨機數RND進行單向變換運算，得到單向變換結果，並根據單向變換結果確定射頻工作參數推導因子；有了推導因子，通訊雙方用預先設置的推導方法根據推導因子分別推導出射頻鏈路的工作參數； 在上述由推導因子推導射頻鏈路工作參數的過程中，因為該工作參數由通訊頻點及通訊地址兩個參數共同決定，所以在推導的過程中，會包括以下兩個推導過程:步驟202:通訊雙方通過預先設置的頻率計算方法根據射頻工作參數推導因子計算出射頻鏈路的通訊頻點；步驟203:通訊雙方通過預先設置的地址計算方法根據射頻工作參數推導因子計算出射頻鏈路的通訊地址。而為了進一步提高數據傳輸的安全性，在本實施方式中，上述步驟2中提到的對隨機數RND進行單向變換運算，得到射頻工作參數推導因子，這裡的推導因子的確定方式為:取單向變換運算所得結果的全部或一部分。這樣，更加確保了射頻鏈路數據的安全性。在本實施方式中，步驟201的處理過程可分為以下幾步:通過預設的加密密鑰算法根據配置信息計算得到加密密鑰；通過預設的明文算法根據配置信息計算得到明文；用所得加密密鑰對所得明文進行對稱加密運算，得到密文分組；這裡的對稱加密運算可以為任何的對稱加密算法，但根據實際運用情況，較佳的，一般採用3DES對稱加密算法或AES對稱加密算法進行運算；所得的密文分組為所述單向變換運算的結果。為了更詳細的說明步驟201的實現過程，下面為一個具體的實施方案，對實現計算方法做詳細的闡述:設隨機數的字節長度為n (2彡n彡L)，L是隨機數RND的最大長度。I).計算加密密鑰K:a)若n< 8，則在RND後補0x00，補齊8位元組，作為Ka，記K = Ka |~Ka，其中'Ka表示對Ka的取反，符號「 I I 」表示「拼接」運算；b)若 n = 8，則 Ka = RND,記 K = Ka | | 'Ka ；c)若8 < n < 16，則直接在RND後補0x00，補齊16位元組，作為加密密鑰K。d)若n≥16，則直接取RND前16位元組，作為加密密鑰K。2) 計算明文P:a)若n < 8，則在RND後補0x00，補齊8位元組作為被加密明文P ；b)若n≥8，則取RND前8位元組作為被加密明文P。3).進行加密運算:以加密密鑰K，對明文P進行對稱加密運算，得到密文分組C，S卩，C = Enc (K，P)。4) 獲取單向變換結果:所得的密文分組為所述單向變換運算的結果。5).獲取射頻工作參數推導因子:取所得的單向變換運算的結果的全部或一部分組成射頻工作參數推導因子。
在步驟202中，對射頻鏈路通訊頻點的計算處理過程為:以通訊雙方可用的射頻通訊頻點數目為模對推導因子進行求餘運算；根據預先設置的餘數與通訊頻點對應關係，將運算結果與其對比，得出雙方選定射頻鏈路的通訊頻點。同樣，作為一個具體的實施例，以下將詳細的展開步驟202的以上過程，對處理過程進行詳細清楚的介紹:雙方使用如下預設算法對射頻工作參數推導因子X進行計算，得到頻點序號:以m為模對輸入X進行求餘運算，即r = Mod(x, m),其中m是雙方可用的射頻通訊頻點數目，r為求餘運算後得到的餘數。在本實施方式中，假定雙方使用的頻點數為64，即m = 64，那麼計算得到的餘數與具體通訊頻點的對應關係如下:
權利要求
1.一種射頻鏈路工作參數的配置方法，其特徵在於，包括以下步驟: 通訊一方通過磁通道發送配置信息給通訊另一方； 通訊雙方分別對所述配置信息進行單向變換運算後得到射頻工作參數推導因子，再根據所述推導因子進行射頻鏈路工作參數的確定； 通訊雙方使用所述工作參數建立射頻鏈路，進行射頻通訊。
2.如權利要求1所述的射頻鏈路工作參數的配置方法，其特徵在於，所述的配置信息為隨機數。
3.如權利要求2所述的射頻鏈路工作參數的配置方法，其特徵在於，用所述隨機數計算工作參數步驟的處理過程為: 通訊雙方基於預先設置的算法分別對隨機數進行單向變換運算，得到單向變換結果，並根據所述單向變換結果確定所述射頻工作參數推導因子； 通訊雙方用預先設置的推導方法根據所述射頻工作參數推導因子分別推導出射頻鏈路的工作參數。
4.如權利要求3所述的射頻鏈路工作參數的配置方法，其特徵在於，所述的射頻工作參數推導因子的確定方式為:取所述單向變換結果的全部或一部分。
5.如權利要求3或4所述的射頻鏈路工作參數的配置方法，其特徵在於，在通訊雙方對隨機數進行單向變換運算，得到單向變換結果的步驟中，包括以下步驟: 通過預設的加密密鑰算法根據所述隨機數計算得到加密密鑰； 通過預設的明文算法根據所述隨機數計算得到明文； 用所述加密密鑰對所述明文進行對稱加密運算，得到密文分組； 所得的密文分組為所述單向變換運算的結果。
6.如權利要求5所述的射頻鏈路工作參數的配置方法，其特徵在於，所述的對稱加密運算為:米用3DES對稱加密算法或AES對稱加密算法進行運算。
7.如權利要求1-4中任意一項所述的射頻鏈路工作參數的配置方法，其特徵在於，所述根據推導因子確定射頻鏈路的工作參數的處理過程包括:根據預先設置的頻率計算方法通過所述推導因子計算射頻鏈路的通訊頻點；根據通訊雙方預先設置的地址計算方法通過所述推導因子計算射頻鏈路的通訊地址。
8.如權利要求7所述的射頻鏈路工作參數的配置方法，其特徵在於，對射頻鏈路通訊頻點的計算處理過程為: 以通訊雙方可用的射頻通訊頻點數目為模對所述推導因子進行求餘運算； 根據預先設置的餘數與通訊頻點對應關係，將運算結果與其對比，得出雙方選定射頻鏈路的通訊頻點。
9.如權利要求7所述的射頻鏈路工作參數的配置方法，其特徵在於，對射頻鏈路通訊地址的計算處理過程為: 取所述推導因子的n個字節，n小於等於所述推導因子字節長度M，通訊地址的字節取自所述推導因子的n個字節本身或n個字節取反或者補零；所組成的新的排列字節為所述射頻鏈路的通訊地址。
10.一種無線通訊裝置，其特徵在於，包括:信息收發模塊、工作參數計算模塊、射頻模塊；所述信息收發模塊用以接收來自磁通道的配置信息或者通過磁通道向通訊另一方發送配置信息； 所述工作參數計算模塊用以對接收的配置信息進行單向變換運算，並對運算後得到射頻工作參數推導因子進行推導，得到射頻鏈路工作參數； 所述射頻模塊用以使用得到的射頻鏈路工作參數建立射頻鏈路，進行通訊。
11.如權利要求10所述的無線通訊裝置，其特徵在於，所述的配置信息為隨機數。
12.如權利要求11所述的 無線通訊裝置，其特徵在於，還包括一個隨機數生成模塊；所述隨機數生成模塊用以生成所述隨機數，並傳送給所述信息收發模塊和所述工作參數計算模塊。
13.如權利要求10到12中任意一項所述的無線通訊裝置，其特徵在於，所述工作參數計算模塊包括: 工作參數推導因子單元、通訊頻點計算單元和通訊地址計算單元； 所述工作參數推導因子單元用以對接收的配置信息進行單向變換運算，並得到所述射頻工作參數推導因子； 所述通訊頻點計算單元與通訊地址計算單元用於分別對所述推導因子進行計算，分別得到射頻鏈路的通訊頻點和射頻鏈路的通訊地址。
全文摘要
本發明公布了一種射頻鏈路工作參數的配置方法及其無線通訊裝置，本發明的射頻鏈路工作參數的配置方法對磁通道傳送的臨時配置射頻鏈路工作參數的配置信息進行單向變換計算，從而得到射頻鏈路工作參數。本發明的射頻鏈路工作參數的配置方法及其無線通訊裝置不僅能通過磁通道快速配置射頻工作參數，還能夠保證在射頻鏈路工作參數配置過程中以及數據傳送的安全性，進一步還提高了磁通道數據的傳輸使用效率。
文檔編號H04W12/04GK103167486SQ201110409229
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月9日 優先權日2011年12月9日
發明者楊賢偉 申請人:國民技術股份有限公司