【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多载波扩频通信，尤其涉及一种基于数据驱动的跳频正交频分复用信息传输方法。
技术介绍
1、跳频正交频分复用(frequency hopping orthogonal frequency divisionmultiplexing，fh-ofdm)技术，既拥有正交频分复用(orthogonal frequency divisionmultiplexing，ofdm)技术的较高频谱利用率和有效抗多径干扰的优点，又融合了跳频技术的抗干扰、保密性好的特性，被广泛应用于空地、空空、海空等通信领域。
2、为了适应未来信息化战争的发展趋势，如何使传统fh-ofdm信息传输技术在复杂的通信环境中保证信息传输过程中的安全性、隐蔽性和抗干扰性，成为目前多载波扩频通信
亟待解决的问题之一。目前，现有的利用fh-ofdm技术传输信息的方法是一方面单一的将数据调制到载波上进行传输，另一方面依旧通过伪随机序列来产生跳频图案，由于伪随机序列在长时间内仍存在周期性，若非合作方对其持续接收和分析，可检测出跳频图案，从而增加了fh-ofdm信号被干扰的风险。因此，fh-ofdm在军事作战通信中的抗干扰性能还存在进一步提高的空间。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的不足，本专利技术以fh-ofdm多载波扩频通信体制为载体提出了一种基于数据驱动的跳频正交频分复用信息传输方法，具有良好的抗噪声性能和抗干扰性能。
2、本专利技术提出的一种基于数据驱动的跳频正交频分复用信息传输方法，包
3、步骤1：设置待发送数据d的传输速率为r以及发送每帧信息所需的子载波个数为n；
4、步骤2：对待发送数据d进行数据分割，分成常规数据dc和载波数据dz两部分；
5、步骤3：采用mqam调制方式，将常规数据dc作为基带数据进行星座映射，再对星座映射后得到的数据进行串并转换，得到串并转换后的常规数据；产生与载波数据dz长度相同的伪随机序列，并对载波数据dz与伪随机序列进行随机扰动处理，得到随机扰动后的载波数据；
6、步骤4：根据子载波索引对应关系式，利用随机扰动后的载波数据中的每相邻两位载波数据比特来确定一位子载波索引值，得到子载波索引s；
7、步骤5：根据子载波索引s对子载波进行子信道选择，并根据频率转移分组跳频映射规则和子信道选择的结果为串并转换后的常规数据中的每位常规数据比特选择要搭载的子载波，进行常规数据的跳频映射；
8、步骤6：对经过步骤5中跳频映射得到的数据进行ifft调制，并对ifft调制的结果进行并串转换和添加循环前缀，生成数据驱动跳频ofdm符号，将生成的数据驱动跳频ofdm符号进行射频调制后发送到含有噪声信号和干扰信号的信道中进行传输；
9、步骤7：信号接收端将接收到的信号依次进行射频解调、去除循环前缀和串并转换，并对串并转换后的结果进行fft变换；
10、步骤8：对fft变换结果中的子载波进行子信道检测，得到用于搭载常规数据的子载波集；
11、步骤9：根据频率转移分组逆映射规则和子载波集对fft变换结果中的常规数据进行子载波跳频逆映射得到子载波索引和子载波搭载的常规数据；根据子载波索引到载波数据比特的转换关系式恢复随机扰动后的载波数据，对恢复的随机扰动后的载波数据进行解扰，恢复载波数据；依次对得到的子载波搭载的常规数据进行并串转换和星座逆映射，恢复常规数据；
12、步骤10：将恢复后的常规数据和恢复后的载波数据进行数据合成，得到恢复的发送数据；
13、进一步的，所述随机扰动处理的方法为：对载波数据dz与利用伪随机序列发生器产生的伪随机序列进行对应位的异或逻辑运算，如公式(1)所示：
14、
15、其中为随机扰动后的载波数据；m为伪随机序列；为异或运算；
16、进一步的，步骤4中的所述子载波索引对应关系式表示为：
17、
18、其中，bin2dec(·)表示将二进制转换为十进制的运算；s为子载波索引，且s＝0,1,2,3；
19、进一步的，步骤5中的所述子信道选择的方法为：将每帧信息的n个子载波分为4组，每组有个子载波，每组子载波对应一个子载波索引s的数值；
20、进一步的，步骤5中的所述频率转移分组跳频映射规则为：从n个子载波中为每位常规数据比特选择一个子载波，其余未被选择的子载波补零，则发送每帧信息所占用的子载波数与每帧传输的常规数据位数相同；对于第s位常规数据比特来说，若其对应的子载波索引s＝0，则选择第一组子载波中的第s个子载波作为该位常规数据选择要搭载的子载波；若对应的子载波索引s＝1，则选择第二组子载波中的第s个子载波作为该位常规数据选择要搭载的子载波；若对应的子载波索引s＝2，则选择第三组子载波中的第s个子载波作为该位常规数据选择要搭载的子载波；若对应的子载波索引s＝3，则选择第四组子载波中的第s个子载波作为该位常规数据选择要搭载的子载波；
21、进一步的，步骤9中的所述频率转移分组逆映射规则为：若子载波集中的某一个搭载常规数据比特的子载波位于第一组子载波中，则还原子载波索引s＝0；若子载波集中的某一个子载波位于第二组子载波中，则还原子载波索引s＝1；若子载波集中的某一个子载波位于第三组子载波中，则还原子载波索引s＝2；若子载波集中的某一个子载波位于第四组子载波中，则还原子载波索引s＝3；
22、进一步的，步骤9中的所述子载波索引到载波数据比特的转换关系式为：
23、
24、其中dec2bin(·)为十进制转换为二进制运算；
25、进一步的，步骤9中的所述解扰的方法为：将恢复的随机扰动后的载波数据与同信号发送端一致的伪随机序列进行逐位异或运算，恢复原载波数据。
26、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
27、(1)本专利技术方法针对子载波跳频图案随机性不够强的问题，以fh-ofdm通信体制为研究载体，立足消息驱动跳频技术、随机扰动与解扰技术、分组跳频与解跳技术等方法，提出数据驱动子载波跳频的方法，通过构建载波数据比特与子载波索引对应关系式，设计了频率转移分组映射规则，从而建立了基于数据驱动的跳频正交频分复用信息传输方法；解决了传统fh-ofdm对跳频序列控制不灵活的问题，在相同误码率下，该方法较fh-ofdm信息传输方法的信噪比改善了2.5db；
28、(2)本专利技术方法针对伪随机序列存在周期性而易被检测的问题，提出对数据分割得到的子载波数据进行随机扰动的加密方法，降低了信息被非合作方截获的几率，达到了信息安全隐蔽传输的目的；
29、(3)本专利技术方法针对传统fh-ofdm随机跳频抗干扰性弱的问题，提出频率转移分组映射规则，解决了经常出现两跳子载波相邻而导致抗干扰性有所下降的问题，该方法与fh-ofdm信息传输方法相比，相同误码率时，在宽带干扰下对信噪比的改善为2db，在窄带干扰下，对本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于数据驱动的跳频正交频分复用信息传输方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1中所述一种基于数据驱动的跳频正交频分复用信息传输方法，其特征在于，所述随机扰动处理的方法为：对载波数据DZ与利用伪随机序列发生器产生的伪随机序列进行对应位的异或逻辑运算，如公式(1)所示：
3.根据权利要求2中所述一种基于数据驱动的跳频正交频分复用信息传输方法，其特征在于，步骤4中的所述子载波索引对应关系式表示为：
4.根据权利要求3中所述一种基于数据驱动的跳频正交频分复用信息传输方法，其特征在于，步骤5中的所述子信道选择的方法为：将每帧信息的N个子载波分为4组，每组有个子载波，每组子载波对应一个子载波索引S的数值。
5.根据权利要求4中所述一种基于数据驱动的跳频正交频分复用信息传输方法，其特征在于，步骤5中的所述频率转移分组跳频映射规则为：从N个子载波中为每位常规数据比特选择一个子载波，其余未被选择的子载波补零，则发送每帧信息所占用的子载波数与每帧传输的常规数据位数相同；对于第s位常规数据比特来说，若其对应的子载波索引S＝0，则
6.根据权利要求1中所述一种基于数据驱动的跳频正交频分复用信息传输方法，其特征在于，步骤9中的所述频率转移分组逆映射规则为：若子载波集中的某一个搭载常规数据比特的子载波位于第一组子载波中，则还原子载波索引S＝0；若子载波集中的某一个子载波位于第二组子载波中，则还原子载波索引S＝1；若子载波集中的某一个子载波位于第三组子载波中，则还原子载波索引S＝2；若子载波集中的某一个子载波位于第四组子载波中，则还原子载波索引S＝3。
7.根据权利要求5中所述一种基于数据驱动的跳频正交频分复用信息传输方法，其特征在于，步骤9中的所述子载波索引到载波数据比特的转换关系式为：
8.根据权利要求2中所述一种基于数据驱动的跳频正交频分复用信息传输方法，其特征在于，步骤9中的所述解扰的方法为：将恢复的随机扰动后的载波数据与同信号发送端一致的伪随机序列进行逐位异或运算，恢复原载波数据。
...【技术特征摘要】
1.一种基于数据驱动的跳频正交频分复用信息传输方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1中所述一种基于数据驱动的跳频正交频分复用信息传输方法，其特征在于，所述随机扰动处理的方法为：对载波数据dz与利用伪随机序列发生器产生的伪随机序列进行对应位的异或逻辑运算，如公式(1)所示：
3.根据权利要求2中所述一种基于数据驱动的跳频正交频分复用信息传输方法，其特征在于，步骤4中的所述子载波索引对应关系式表示为：
4.根据权利要求3中所述一种基于数据驱动的跳频正交频分复用信息传输方法，其特征在于，步骤5中的所述子信道选择的方法为：将每帧信息的n个子载波分为4组，每组有个子载波，每组子载波对应一个子载波索引s的数值。
5.根据权利要求4中所述一种基于数据驱动的跳频正交频分复用信息传输方法，其特征在于，步骤5中的所述频率转移分组跳频映射规则为：从n个子载波中为每位常规数据比特选择一个子载波，其余未被选择的子载波补零，则发送每帧信息所占用的子载波数与每帧传输的常规数据位数相同；对于第s位常规数据比特来说，若其对应的子载波索引s＝0，则选择第一组子载波中的第s个子载波作为该位常规数据选择要搭载的子载波；若对应的子载波索...
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