基于加扰器频率转移算法的数据序列处理方法技术

本发明专利技术公开了一种基于加扰器频率转移算法的数据序列处理方法，该设计的差分跳频系统首先根据差分跳频系统要求设定参数，计算机再输入待处理数据序列，再利用混沌序列和加扰序列的生成方法生成混沌序列和加扰序列，用生成的混沌序列和加扰序列对数据序列通过频率转移函数获得频率序列，对频率序列使用信号生成方法得到时域信号，对时域信号进行快速傅里叶变换得到频率控制字，最后，对得到的频率控制字使用频率序列译码方法，得到处理后的数据序列。本发明专利技术提供的基于加扰器的设计方法不仅能满足频率序列二维连续性的要求，而且减少了单频路径出现的次数。

Data sequence processing method based on scrambler frequency transfer algorithm

The invention discloses a method for processing data sequence scrambler frequency transfer algorithm based on the design of the DFH system based on differential frequency hopping system requirements set parameters, computer input data sequence to be processed, and then generate chaotic sequences and scrambling sequences using the method of generating chaotic sequences and scrambling sequence, with chaotic sequences and scrambling sequence to sequence data through the frequency transfer function obtained by using time domain signal frequency sequence signal generating method of frequency sequence of time-domain signal obtained by fast Fourier transform frequency control word, finally, to get the frequency control word frequency sequence decoding method, data sequence after treatment. The design method based on the scrambler can not only satisfy the requirement of the two-dimensional continuity of the frequency sequence, but also reduce the number of frequency of the single frequency path.

【技术实现步骤摘要】
基于加扰器频率转移算法的数据序列处理方法
本专利技术属于通信
，更进一步涉及数据处理
中的一种基于加扰器频率转移算法的数据序列处理方法。本专利技术可以应用于差分跳频系统中，实现差分跳频系统数据安全可靠传送，大大地改善了该系统的抗截获性和抗干扰性。
技术介绍
差分跳频是相关增强型扩谱电台核心技术，集跳频图案、信息调制与解调于一体。频率转移算法是差分跳频的关键技术，它决定了生成频率序列的一维均匀性、二维连续性和随机性，进而决定了差分跳频系统的抗截获性能。频率转移算法也决定了差分跳频系统的单频特性，进而决定了差分跳频系统的抗干扰性能。频率转移算法决定了差分跳频系统的抗截获和抗干扰性能，因此如何最大程度的优化频率转移算法成为了差分跳频研究领域中需要特别关注的问题。冯永新、徐美荣、钱博、滕振宇在其发表的论文“一种差分跳频频率转移函数算法”(《航空学报》2013年03期第655～661页)中提出了一种基于m序列、RS码和混沌序列的频率转移算法对差分跳频系统发送端发送的数据进行处理的方法。该方法首先将发送数据信息编码，再利用生成的m序列对混沌序列进行扰动处理，将扰动处理后的序列与编码后信息进行异或运算，最后通过频率转移算法产生待传送的频率序列。该方法虽然能够成功解决频率序列的一维均匀性差问题，但是该方法在使用中存在的不足之处是，产生频率序列的二维连续性很差，单频特性不好。电子科技大学在其拥有的专利技术“一种用于差分跳频通信系统的频率转移函数构造方法”(专利申请号：201110358031.0，授权公告号：CN102420636B)中提出了一种基于频率转移矩阵对差分跳频系统待发送的数据进行处理的方法。该专利技术首先根据前一跳频率号Fn-1确定行号，然后在该行搜索与输入数据Xn相等的矩阵元素(只有一个)，最后该元素对应的列号即当前跳频率号Fn。该方法虽然避免了两个用户在跳频图案上连续两跳存在干扰，但是，该专利技术仍然存在的不足之处是，不能在所有情况下满足频率序列的二维连续性要求，导致差分跳频系统的抗截获性差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种基于加扰器频率转移算法的数据序列处理方法。该方法可以应用于差分跳频系统中，生成二维连续性和单频特性好的频率序列，实现差分跳频系统数据安全可靠传送，大大地改善了该系统的抗截获性和抗干扰性。本专利技术实现的基本思路是，首先根据差分跳频系统要求设定参数，计算机再输入待处理数据序列，再利用混沌序列和加扰序列的生成方法生成混沌序列和加扰序列，用生成的混沌序列和加扰序列对数据序列通过频率转移函数获得频率序列，对频率序列使用信号生成方法得到时域信号，对时域信号进行快速傅里叶变换得到频率控制字，最后，对得到的频率控制字使用频率序列译码方法，得到处理后的数据序列。为实现上述目的，本专利技术实现的具体步骤如下：(1)选取参数：根据差分跳频系统要求分别设定最长线性移位寄存器序列级数、里德-所罗门码参数、混沌序列初始值、频点数、频率子集数、初始频率；(2)输入随机分布的待处理的数据序列；(3)生成混沌序列：(3a)对待处理的数据序列进行映射编码，生成数据符号；(3b)按照下式，生成混沌实值序列：y(n)＝-y(n-1)2-|y(n-1)|+1其中，y(n)表示混沌实值序列中第n个数据的值，y(n-1)表示混沌实值序列中第n-1个数据的值，|·|表示取绝对值操作；(3c)对生成的混沌实值序列进行门限函数量化，生成混沌序列；(4)生成加扰序列：(4a)对混沌序列和最长线性移位寄存器序列进行异或操作，得到优化的混沌序列；(4b)对优化的混沌序列和数据符号进行异或操作，得到数据序列；(4c)按照下式，生成里德-所罗门码：g(x)＝1+x2+x5其中，g(x)表示里德-所罗门码，x2,x5分别表示移位寄存器的第2级，第5级寄存器的序列号，+表示模2加操作；(4d)按照下式，生成最长线性移位寄存器序列的加扰序列：f(x)＝1+x1+x3+x12+x16其中，f(x)表示最长线性移位寄存器序列的加扰序列，x1,x3,x12,x16分别表示移位寄存器的第1级，第3级，第12级，第16级寄存器的序列号；(5)按照下式，计算频率序列中每个数据的值：其中，Fn表示频率序列中第n个数据的值，Fn-1表示频率序列中第n-1个数据的值，Zn表示数据序列，M表示步骤(1)所选取的频点数，q表示步骤(1)所选取的频率子集数，mod表示取两数相除余数操作；(6)确定频率序列中的数据值：从频率序列中选取第m个数据值与第m-2个数据值，判断二值是否相等，若是，则执行步骤(7)，否则，所选的频率序列中第m个数据的值不变；(7)按照下式，计算频率序列中每个数据的值：其中，Fm表示频率序列中第m个数据的值，Fm-2表示频率序列中第m-2个数据的值；(8)将频率序列中每个频率值分别赋值给频率控制字值{0,1,2,…,M-1}，得到频率控制字；(9)生成时域信号：(9a)从频率序列中任选一个数据值，按照下式，生成所选数据值在差分跳频系统每个发送周期内的时域信号：s(t)＝exp(jwt)其中，s(t)表示所选数据值在差分跳频系统第t个发送周期内时域信号，t的取值由差分跳频系统的采样频率决定，exp(·)表示以自然数为底的指数操作，j表示虚数单位，w表示信号角频率，w＝2πFn，π表示圆周率；(9b)判断是否选完频率序列中的所有数据值，若是，则生成时域信号后执行步骤(10)，否则，执行步骤(9a)；(10)获得频率控制字序列：(10a)从生成时域信号中任取一个时域信号，按照下式，进行快速傅里叶变换，得到所选时域信号在差分跳频系统每个信号角频率上的频域信号：其中，S(w)表示所选时域信号在差分跳频系统第w个信号角频率上的频域信号，∫(·)表示积分操作；(10b)使用信号幅度谱分析方法，对频域信号进行信号幅度谱分析，得到信号的幅度值；(10c)从所有信号幅度值中，找到最大信号幅度值；(10d)将最大信号幅度值的频率控制字作为差分跳频系统的频率控制字；(10e)判断是否选完所有的时域信号，若是，则执行步骤(10f)，否则，执行步骤(10a)；(10f)将所有的差分跳频系统的频率控制字放到一个空集合中，得到频率控制字序列；(11)获得处理后数据序列：(11a)使用差值计算方法，对频率控制字序列和加扰序列进行差值计算，得到相邻跳频控制字差值；(11b)使用映射方法，对相邻跳频控制字差值进行映射，得到映射值；(11c)使用映射值译码方法，对映射值进行译码，得到译码后数据序列；(11d)对译码后数据序列与优化的混沌序列进行异或操作，得到异或后数据序列；(11e)使用映射译码，对异或后数据序列进行译码操作，得到处理后的数据序列。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：第一，本专利技术利用加扰序列来处理频率序列中每个数据的值，克服了现有技术中频率序列的二维连续性很差的缺点，差分跳频遇到一个严重的问题，即频率转移函数可能会被第三方接收机截获，这个问题出现的根源是差分跳频频率序列二维连续性很差，可见频率序列的二维连续性是至关重要的，二维连续性要求各频点对连续出现的概率相等。使得本专利技术具有频率序列的二维连续性好的优点。第二，本专利技术利用加扰序列来处理频率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于加扰器频率转移算法的数据序列处理方法，其特征在于，包括步骤如下：(1)选取参数：根据差分跳频系统要求分别设定最长线性移位寄存器序列级数、里德‑所罗门码参数、混沌序列初始值、频点数、频率子集数、初始频率；(2)输入随机分布的待处理的数据序列；(3)生成混沌序列：(3a)对待处理的数据序列进行映射编码，生成数据符号；(3b)按照下式，生成混沌实值序列：y(n)＝‑y(n‑1)

【技术特征摘要】
1.一种基于加扰器频率转移算法的数据序列处理方法，其特征在于，包括步骤如下：(1)选取参数：根据差分跳频系统要求分别设定最长线性移位寄存器序列级数、里德-所罗门码参数、混沌序列初始值、频点数、频率子集数、初始频率；(2)输入随机分布的待处理的数据序列；(3)生成混沌序列：(3a)对待处理的数据序列进行映射编码，生成数据符号；(3b)按照下式，生成混沌实值序列：y(n)＝-y(n-1)2-|y(n-1)|+1其中，y(n)表示混沌实值序列中第n个数据的值，y(n-1)表示混沌实值序列中第n-1个数据的值，|·|表示取绝对值操作；(3c)对生成的混沌实值序列进行门限函数量化，生成混沌序列；(4)生成加扰序列：(4a)对混沌序列和最长线性移位寄存器序列进行异或操作，得到优化的混沌序列；(4b)对优化的混沌序列和数据符号进行异或操作，得到数据序列；(4c)按照下式，生成里德-所罗门码：g(x)＝1+x2+x5其中，g(x)表示里德-所罗门码，x2,x5分别表示移位寄存器的第2级，第5级寄存器的序列号，+表示模2加操作；(4d)按照下式，生成最长线性移位寄存器序列的加扰序列：f(x)＝1+x1+x3+x12+x16其中，f(x)表示最长线性移位寄存器序列的加扰序列，x1,x3,x12,x16分别表示移位寄存器的第1级，第3级，第12级，第16级寄存器的序列号；(5)按照下式，计算频率序列中每个数据的值：其中，Fn表示频率序列中第n个数据的值，Fn-1表示频率序列中第n-1个数据的值，Zn表示数据序列，M表示步骤(1)所选取的频点数，q表示步骤(1)所选取的频率子集数，mod表示取两数相除余数操作；(6)确定频率序列中的数据值：从频率序列中选取第m个数据值与第m-2个数据值，判断二值是否相等，若是，则执行步骤(7)，否则，所选的频率序列中第m个数据的值不变；(7)按照下式，计算频率序列中每个数据的值：其中，Fm表示频率序列中第m个数据的值，Fm-2表示频率序列中第m-2个数据的值；(8)将频率序列中每个频率值分别赋值给频率控制字值{0,1,2,…,M-1}，得到频率控制字；(9)生成时域信号：(9a)从频率序列中任选一个数据值，按照下式，生成所选数据值在差分跳频系统每个发送周期内的时域信号：s(t)＝exp(jwt)其中，s(t)表示所选数据值在差分跳频系统第t个发送周期内时域信号，t的取值由差分跳频系统的采样频率决定，exp(·)表示以自然数为底的指数操作，j表示虚数单位，w表示信号角频率，w＝2πFn，π表示圆周率；(9b)判断是否选完频率序列中的所有数据值，若是，则生成时域信号后执行步骤(10)，否则，执行步骤(9a)；(10)获得频率控制字序列：(10a)从生成时域信号中任取一个时域信号，按照下式，进行快速傅里叶变换，得到所选时域信号在差分跳频系统每个信号角频率上的频域信号：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：田斌，张月婷，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61