专利名称：基于BP译码的变码扩展频谱通信系统接近shannon限的解扩技术的制作方法
技术领域：
本发明属于电子技术领域，如无线通信、移动通信、雷达、电子对抗等，特别涉及采 用序列扩频技术进行通信的无线移动通信系统。
背景技术：
现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好。扩频通信技术具有保密、 信息隐蔽和抗干扰等优点，因而具有广阔的应用前景。随着扩频技术的迅速发展，使它在 通信，数据传输，信息保密，定位，测距和多址技术等方面显示出极强的生命力，并得到 了广泛应用。传统的扩频通信系统采用伪随机序列(PN码)作为扩频码，通信过程中序列一 旦产生就固定不变，容易被复制、侦察、同步，从而给通信内容的机密性带来安全隐患。自编码扩频(self—encoded spread spectrum, SESS)通信系统不需要传统的伪随机序列， 而是采用完全随机的信息序列自身作为扩频序列，并且传送每个符号的扩频序列都不相同， 也无法事先预测得到，这样就能有效解决固定码直扩中扩频序列的固定性。与传统固定码 型的直扩系统相比，自编码扩频系统的自干扰特性使得其性能在低信噪比下严重恶化。本 发明提出使用信息序列作为扩频序列的驱动，不同的信息序列产生不同的扩频序列，同时 本发明还提出相应的基于BP迭代译码方法的新解扩方案，由此获得比传统直扩更加优越 的性能，使得新的方法具有变码扩频提高通信保密性的特点，又有在低信噪比条件下好的 通信性能的优点。发明内容本发明的目的是提供一种变码扩频方法、以及提供相应的基于BP迭代译码方法的新 解扩方法，按照本发明方法组成的变码扩频信号发送和接收机具有低的系统复杂度、更高 通信保密性、好的系统误码率性能等特点。一种变码扩频通信原理如图1所示。图2为变码信息扩频原理，扩展信号模块由s个 线性反馈移位寄存器和一个非线性组合函数器组成，信息比特经s个线性反馈移位寄存器， 然后通过一个非线性组合函数，输出高线性复杂度的输出序列。本发明提供的一种变码扩频通信信号的解扩方法如图3所示。本发明提供的解扩方法 包括下面的步骤步骤l给出非线性组合序列的双向图表达；步骤2进行双向图优化①尽量消去双向图中的环4;②消去过于规则的结构，图4 所示是生成多项式为/(:c)-l + ;c + Z的线性反馈移位寄存器的图表达，采用在各校验节点之 间不规则地插入1到2个点来改变这种过于规则的图结构，如图5所示。步骤3在双向图上通过信息比特和校验比特的信息多次交换，如图6所示，进行BP 迭代解扩，得到信息向量估计值"。图6中信息比特和校验比特的第t+l次信息交换又下 式确定-<formula>formula see original document page 4</formula>(1)校验比特和信息比特的第t+l次信息交换又下式确定<formula>formula see original document page 4</formula>其中^是为保证<formula>formula see original document page 4</formula>是通过信道特征得到的码字中第/个比特是 l的概率。按照本发明方法组成的变码扩频信号发送和接收机与现有的其它的直接序列扩频信号发送和接收机系统相比，有如下优点由于信息是随机的，不同的信息序列产生不同的扩展比特序列，在预先不可预知信息 序列的前提下，扩展比特序列也是不可预知的，和传统的直接序列扩频信号系统相比，我们得到的是变码扩频信号具有更高的安全性；由于传统的直接序列扩频信号系统分别对每个信息比特进行扩展，没有考虑信息比特 之间的关系，而我们的新系统在扩展和解扩信息比特时，都考虑了信息比特之间的相互关 系，同时使用BP迭代方式求解信息比特，因此新系统有更好的性能。附图及
图1是变码扩频通信原理的系统模型其中，l是信息数据扩展模块，2是发射机的本地载波模块，3是发射机的调制模块， 4是射频处理模块，5是信息数据解扩模块，6是解调模块。图2是变码信息数据扩展原理图其中，虚线模块1是信息数据扩展模块，共有S个线性反馈移位寄存器，S可取1,2，3，…， /是一个非线性组合函数，"是需传输的信息数据，z是扩展后的数据比特，6是z调制后在 信道传输的序列。图3是变码扩频通信信号的解扩方法模型其中，虚线模块5是信息数据解扩模块，6'是从信道接收的比特序列，z'是6'解调后 的接收序列，"是信息数据w的估计值。图4是生成多项式为/(x) = 1 + x + ;c'5的线性反馈移位寄存器的双向图模型图5是对图解所示的双向图，在各校验节点之间不规则地插入1到2个点来改变这种过于规则的图结构的示意6是在双向图上通过信息比特和校验比特的信息多次交换，实现解扩的示意图。其中，《々+ l)是信息节点传给校验节点的信息，在二元系统中a分别取为0和1，《々+ D由公式(2)计算；《々+ l)是校验节点传给信息节点的信息，同样，在二元系统中a分别取为0和l，(々+ l)由公式(l)计算。
权利要求
1. 一种变码信息扩频方法，扩展信号模块由s个线性反馈移位寄存器和一个非线性组合函数器组成，信息比特经s个线性反馈移位寄存器，然后通过一个非线性组合函数，输出高线性复杂度的输出序列。其特征是采用变码扩频后，不同的信息比特得到不同的扩展信号。
2. 根据权利要求1所述的一种变码信息扩频方法，提供该方法的一种变码扩频通信信 号的解扩方法，包括下面的步骤步骤1给出权利要求1中所述非线性组合序列的双向图表达；步骤2进行双向图优化①尽量消去双向图中的环4;②消去过于规则的结构，采用 在各校验节点之间不规则地插入1到2个点来改变这种过于规则的图结构。步骤3在双向图上通过信息比特和校验比特的信息多次交换，进行BP迭代解扩，得 到信息向量估计值W。
3. 根据权利要求2所述的一种变码扩频通信信号的解扩方法，其特征是利用非线性组合序列的双向图。
4. 根据权利要求2所述的一种变码扩频通信信号的解扩方法，其特征是采用信息比特 和校验比特的信息多次交换，进行BP迭代解扩，中信息比特和校验比特的第t+l次信息交换又下式确定<formula>formula see original document page 2</formula>校验比特和信息比特的第t+l次信息交换又下式确定-其中^是为保证《々+ D +《々+ l)-i， ^是通过信道特征得到的码字中第_/个比特是1的 概率。
全文摘要
本发明公开了一种提供一种变码扩频方法、以及提供相应的基于BP迭代译码方法的新解扩方法。扩展信号模块由s个线性反馈移位寄存器和一个非线性组合函数器组成，信息比特经s个线性反馈移位寄存器，然后通过一个非线性组合函数，输出高线性复杂度的输出序列，不同的信息比特将得到不同的结果输出序列，信息序列的随机不可预知性使得结果输出序列具有不可预知性，因此新系统有着更高的安全保密性。解扩模块通过给出非线性组合序列的双向图表达，优化双向图，用BP迭代方法来解得信息数据，由于新系统考虑了信息比特之间的相互关系，因此新系统有更好的性能。
文档编号H04B1/69GK101267214SQ200710048649
公开日2008年9月17日 申请日期2007年3月16日 优先权日2007年3月16日
发明者唐友喜, 红 文, 符初生 申请人:电子科技大学