CN109257343B - 一种基于矩阵映射的复合维度反接入认证方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于矩阵映射的复合维度反接入认证方法,涉及复合维度扩频通信领域。包括:设置一维和二维传输数据D1、D2的传输速率;生成数据矩阵D;生成身份矩阵I;对数据D2进行分组,并对应填充至身份矩阵I;构建关联矩阵C;生成阶编码矩阵;生成发射信号;对编码矩阵中错码的修正;生成关联矩阵C;解析得到数据矩阵D;得到待传输数据D1。本发明提供的一种基于矩阵映射的复合维度反接入认证方法,通过构建与解析数据矩阵、身份矩阵、关联矩阵、典型生成矩阵,并设计二维数据间的关联与解析函数,达到复合维度反接入认证的目的,能够有效预防非授权用户接入己方通信***或使用己方通信资源,确保信息传输过程的真实性、完整性和保密性。
Description
技术领域
本发明涉及复合维度扩频通信技术领域,具体涉及一种基于矩阵映射的复合维度反接入认证方法。
背景技术
复合维度通信技术以传统扩频通信技术为基础,既兼顾传统差分跳频、直接序列扩频的优良特性,也融入了如扩展通信容量、提高保密性等新的技术优势,该技术可广泛应用于军事通信领域。进一步,随着电子对抗领域新技术的不断涌现,如何有效预防非授权用户接入己方通信***或使用己方通信资源,以确保信息传输过程的真实性、完整性和保密性,便成为复合维度扩频通信技术领域无法回避的难题之一。为此,以复合维度通信体制为载体,在未改变原通信体制的条件下,探究并提出一种反接入认证方法可为保密通信提供新思路、新方法。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供一种基于矩阵映射的复合维度反接入认证方法,以FH-DFH/MS-DSSS复合维度通信体制为载体,立足信息传输中的认证、加密/解密、检错/纠错等技术,提出了矩阵映射方法,通过构建与解析数据矩阵、身份矩阵、关联矩阵、典型生成矩阵,设计了二维数据间的关联与解析函数,从而建立基于矩阵映射的复合维度反接入认证方法。该方法可通过二维数据实现对一维数据的反接入认证,适用于所有的复合维度扩频通信***。
为了实现上述目的,一种基于矩阵映射的复合维度反接入认证方法,包括以下步骤:
步骤1:设置一维传输数据D1的传输速率R1和二维传输数据D2的传输速率R2R2;所述一维传输数据D1=[d1,d2......dm],其中,m≥k且m=k×k,k为2L,L≥1,当m≠k×k时,对传输数据D1进行补零;所述二维传输数据D2=[u1,u2......uv],其中,v≥k且v=k×k,k为2L,L≥1,当v≠k×k时,对传输数据D2进行补零;
步骤3:在MS-DSSS或FH-DFH通信体制中对二维传输数据D2进行标识映射,生成的最小矩阵为k阶矩阵即为身份矩阵I,身份矩阵I中每一行数据依次为 若采用MS-DSSS通信体制,则身份矩阵I的行分别映射为用户ID号和PN码序列;若采用FH-DFH通信体制,则身份矩阵I的行映射为用户ID号;
步骤4:采用分组匹配单元对待传输二维数据D2进行分组,并将分组后每行数据对应填充至身份矩阵I中;
步骤5:将数据矩阵D和身份矩阵I代入关联函数,构建关联矩阵C;
步骤6:对关联矩阵C进行LDPC编码,生成k×n阶编码矩阵;
步骤7:对k×n阶编码矩阵中每行数据进行MS-DSSS或FH-DFH调制解调,生成发射信号;
步骤8:根据典型生成矩阵G的转置矩阵H对MS-DSSS或FH-DFH解调出来的k×n阶编码矩阵中错码的修正;
步骤9:根据典型生成矩阵的逆矩阵G-1和解析函数对修正后的k×n阶编码矩阵进行解析,生成关联矩阵C;
步骤10:通过接收端同步***和标识映射方法在接收方先获取身份矩阵I,再将关联矩阵C和身份矩阵I带入解析函数,得到数据矩阵D;
步骤11:采用组合并单元对数据矩阵D中各行数据进行合并,得到待传输数据D1。
进一步,所述关联函数和解析函数的公式如下:
其中,f(·)为关联函数,f-1(·)为解析函数,i和j均为区间[1,k]内的整数,若采用MS-DSSS通信体制则j=i-1,若采用FH-DFH通信体制则i=j。
进一步,所述发射信号的生成公式如下:
其中,SMS-DSSS(t)为MS-DSSS通信体制下的发射信号函数,SFH-DFH(t)为FH-DFH通信体制下的发射信号函数,i和j均为区间[0,k]内的整数,若采用MS-DSSS通信体制则j=i-1,若采用FH-DFH通信体制则i=j,A为载波振幅,ωc为载波频率,M为调制阶数,△f为频率偏移,φ为初始相位,fG(.)为G函数。
本发明的有益效果:
本发明提出一种基于矩阵映射的复合维度反接入认证方法,以FH-DFH/MS-DSSS复合维度通信体制为载体,立足信息传输中的认证、加密/解密、检错/纠错等技术,通过构建与解析数据矩阵、身份矩阵、关联矩阵、典型生成矩阵,并设计二维数据间的关联与解析函数,达到复合维度反接入认证的目的,能够有效预防非授权用户接入己方通信***或使用己方通信资源,确保信息传输过程的真实性、完整性和保密性等问题,适用于所有的复合维度扩频通信***。
附图说明
图1为本发明实施例中基于矩阵映射的复合维度反接入认证方法流程图;
图2为本发明实施例中基于矩阵映射的复合维度反接入认证方法原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优势更加清晰,下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
一种基于矩阵映射的复合维度反接入认证方法,流程如图1所示,原理如图2所示,具体方法如下所述:
步骤1:设置一维传输数据D1的传输速率R1和二维传输数据D2的传输速率R2R2;所述一维传输数据D1=[d1,d2......dm],其中,m≥k且m=k×k,k为2L,L≥1,当m≠k×k时,对传输数据D1进行补零;所述二维传输数据D2=[u1,u2......uv],其中,v≥k且v=k×k,k为2L,L≥1,当v≠k×k时,对传输数据D2进行补零。
步骤3:在MS-DSSS或FH-DFH通信体制中对二维传输数据D2进行标识映射,生成的最小矩阵为k阶矩阵即为身份矩阵I,身份矩阵I中每一行数据依次为 若采用MS-DSSS通信体制,则身份矩阵I的行分别映射为用户ID号和PN码序列;若采用FH-DFH通信体制,则身份矩阵I的行映射为用户ID号。
步骤4:采用分组匹配单元对待传输二维数据D2进行分组,并将分组后每行数据对应填充至身份矩阵I中。
步骤5:将数据矩阵D和身份矩阵I带入关联函数,构建关联矩阵C。
所述关联函数的公式如下:
其中,f(·)为关联函数,i和j均为区间[1,k]内的整数,若采用MS-DSSS通信体制则j=i-1,若采用FH-DFH通信体制则i=j。
步骤6:对关联矩阵C进行LDPC编码,生成k×n阶编码矩阵。
步骤7:对k×n阶编码矩阵中每行数据进行MS-DSSS或FH-DFH调制解调,生成发射信号。
所述发射信号数的生成公式如下:
其中,SMS-DSSS(t)为MS-DSSS通信体制下的发射信号函数,SFH-DFH(t)为FH-DFH通信体制下的发射信号函数,A为载波振幅,ωc为载波频率,M为调制阶数,△f为频率偏移,φ为初始相位,fG(.)为G函数。
步骤8:根据典型生成矩阵G的转置矩阵H对MS-DSSS或FH-DFH解调出来的k×n阶编码矩阵中错码的修正。
步骤9:根据典型生成矩阵的逆矩阵G-1和解析函数对修正后的k×n阶编码矩阵进行解析,生成关联矩阵C。
所述解析函数的公式如下:
其中,f-1(·)为解析函数。
步骤10:通过接收端同步***和标识映射方法在接收方先获取身份矩阵I,再将关联矩阵C和身份矩阵I带入解析函数,得到数据矩阵D。
步骤11:采用组合并单元对数据矩阵D中各行数据进行合并,得到待传输数据D1。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解;其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;因而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。
Claims (1)
1.一种基于矩阵映射的复合维度反接入认证方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:设置一维传输数据D1的传输速率R1和二维传输数据D2的传输速率R2R2;所述一维传输数据D1=[d1,d2......dm],其中,m≥k且m=k×k,k为2L,L≥1,当m≠k×k时,对传输数据D1进行补零;所述二维传输数据D2=[u1,u2......uv],其中,v≥k且v=k×k,k为2L,L≥1,当v≠k×k时,对传输数据D2进行补零;
步骤3:在MS-DSSS或FH-DFH通信体制中对二维传输数据D2进行标识映射,生成的最小矩阵为k阶矩阵即为身份矩阵I,身份矩阵I中每一行数据依次为 若采用MS-DSSS通信体制,则身份矩阵I的行分别映射为用户ID号和PN码序列;若采用FH-DFH通信体制,则身份矩阵I的行映射为用户ID号;
步骤4:采用分组匹配单元对待传输二维数据D2进行分组,并将分组后每行数据对应填充至身份矩阵I中;
步骤5:将数据矩阵D和身份矩阵I代入关联函数,构建关联矩阵C,所述关联函数的公式如下:
其中,f(·)为关联函数,i和j均为区间[1,k]内的整数,若采用MS-DSSS通信体制则j=i-1,若采用FH-DFH通信体制则i=j,G为典型生成矩阵;
步骤6:对关联矩阵C进行LDPC编码,生成k×n阶编码矩阵;
步骤7:对k×n阶编码矩阵中每行数据进行MS-DSSS或FH-DFH调制解调,生成发射信号,所述发射信号的生成公式如下:
其中,SMS-DSSS(t)为MS-DSSS通信体制下的发射信号函数,SFH-DFH(t)为FH-DFH通信体制下的发射信号函数,i和j均为区间[0,k]内的整数,若采用MS-DSSS通信体制则j=i-1,若采用FH-DFH通信体制则i=j,A为载波振幅,ωc为载波频率,M为调制阶数,△f为频率偏移,φ为初始相位,fG(.)为G函数;
步骤8:根据典型生成矩阵G的转置矩阵H对MS-DSSS或FH-DFH解调出来的k×n阶编码矩阵中错码的修正;
步骤9:根据典型生成矩阵的逆矩阵G-1和解析函数对修正后的k×n阶编码矩阵进行解析,生成关联矩阵C,所述解析函数的公式如下:
步骤10:通过接收端同步***和标识映射方法在接收方先获取身份矩阵I,再将关联矩阵C和身份矩阵I带入解析函数,得到数据矩阵D;
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