一种通信方法、装置、电子设备及存储介质与流程

1.本技术涉及通信技术领域，尤其涉及一种通信方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.在通信系统中，如何使得通信能够抵抗干扰，进而保证信息传输的准确性、完整性和高效性是通信的必要研究点。跳频技术是一项具有高抗干扰性、高抗截获能力的扩频技术，利用跳频同步实现通信，跳频同步是指收发双方在同一个时刻采用相同的频率进行通信。一般在跳频通信中，收发双发通过训练序列进行同步和频偏估计，这需要占用较多的同步码资源。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种通信方法、装置、电子设备及存储介质，用于提高远距离通信的抗干扰性，提高通信效率。
4.第一方面，本发明提供了一种通信方法，包括：生成无线帧；无线帧包括一个或多个数据跳，一个数据跳包括预设数据以及一个或多个有效数据；一个或多个有效数据根据预设数据进行差分编码形成；预设数据以及一个或多个有效数据均经过扩频处理；发送无线帧。
5.第二方面，本发明提供了一种通信方法，包括：接收无线帧；无线帧包括一个或多个数据跳，一个数据跳包括预设数据以及一个或多个有效数据；利用数据跳自身的扩频码同步和解扩无线帧；根据预设数据的相位差分解调，获取有效数据。
6.可选地，利用数据跳自身的扩频码同步和解扩无线帧，包括：使用数据跳自身的扩频码同步和解扩每一个数据跳，获取到对应的一个或多个个相关采样点；从一个或多个个相关采样点中获取同步位置；根据同步位置解扩无线帧。
7.可选地，从一个或多个个相关采样点中获取同步位置，包括：根据每个相关采样点，计算相关值。
8.将相关值中的最大值对应的相关采样点作为同步位置。
9.可选地，根据每个相关采样点，计算相关值，包括：对每一比特预设数据的多个数据及每一比特有效数据的多个数据分别进行矢量叠加，得到多个矢量叠加结果；对多个矢量叠加结果进行标量叠加，得到相关值。
10.可选地，所述通信方法还包括：
若所述有效数据大于阈值，将所述有效数据确定为所述阈值；若所述有效数据小于所述阈值的负值，将所述有效数据确定为所述阈值的负值。
11.第三方面，本发明提供了一种通信装置，包括：生成模块，用于生成无线帧；无线帧包括一个或多个数据跳，一个数据跳包括预设数据以及一个或多个有效数据；一个或多个有效数据根据预设数据进行差分编码形成；预设数据以及一个或多个有效数据均经过扩频处理。
12.发送模块，用于发送无线帧。
13.第四方面，本发明提供了一种通信装置，包括：接收模块，用于接收无线帧；无线帧包括一个或多个数据跳，一个数据跳包括预设数据以及一个或多个有效数据。
14.处理模块，用于利用数据跳自身的扩频码同步和解扩无线帧。
15.处理模块，还用于根据预设数据的相位差分解调，获取有效数据。
16.第五方面，本发明提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如第一方面或第二方面任一项所述的方法。
17.第六方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第一方面或第二方面任一项所述的方法。
18.本发明提供一种通信方法、装置、电子设备及存储介质，所述方法包括：第一设备可以根据预设数据将一个或多个有效数据进行差分编码，然后对编码后的预设数据和有效数据进行扩频处理生成无线帧并发送出去。相应地，第二设备只需要根据数据跳自身的扩频码就可实现数据跳的解扩和同步，并根据预设数据的相位差分解调获取有效数据，因此每一跳不需要携带训练序列用于同步和频偏修正，有效节省了占用资源，提高了通信效率。
19.应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
20.结合附图并参考以下详细说明，本发明各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。
21.图1为本发明实施例提供的通信方法的流程示意图。
22.图2为本发明实施例提供的生成无线帧的流程图。
23.图3为本发明实施例提供的卷积编码的结构图。
24.图4为本发明实施例提供的无线帧的结构图。
25.图5为本发明实施例提供的有效数据以均值调整前后的对比图。
26.图6为本发明实施例提供的调整有效数据前后解码的性能对比图。
27.图7为本发明实施例提供的有效数据与理论有效数据的性能对比图。
28.图8为本发明实施例提供的第一设备的通信装置的结构示意图。
29.图9为本发明实施例提供的第二设备的通信装置的结构示意图。
30.图10为本发明实施例提供的一种电子设备的结构图。
具体实施方式
31.为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。
32.需要说明的是，本发明实施例描述的仅仅是为了更加清楚的说明本发明实施例的技术方案，并不构成对本发明实施例提供的技术方案的限定。
33.本实施例图1为本发明实施例提供的通信方法的流程示意图。参见图1，所述方法包括：s101.生成无线帧。
34.无线帧可以包括一个或多个数据跳，一个数据跳包括预设数据以及一个或多个有效数据；一个或多个有效数据根据预设数据进行差分编码形成；预设数据以及一个或多个有效数据均经过扩频处理。
35.可选地，图2为本发明实施例提供的生成无线帧的流程图。参见图2，假设总共有1190比特数据，生成无线帧的具体步骤如下：步骤1.加扰：将所述1190比特数据加扰处理，加扰为用一个伪随机码序列与数据进行相乘，从而得到加扰后的数据，实现对数据加密,可提高数据的抗干扰性。
36.步骤2.卷积编码：对加扰后的数据进行卷积编码。
37.图3为本发明实施例提供的卷积编码的结构图。参照图3，以卷积编码的编码速率为1/2为例，卷积编码有一个输入和两个输出，输入端输入1190比特数据，分别沿x路的处理后输出1190比特数据、沿y路处理后输出1190比特数据。其中，x路的处理式可以为x6+x3+x2+x+1，y路的处理式可以为x6+x5+x3+x2+1。在x路，其中，x为输入的数据，比如0,1等；x路和y路中的1为x0。其中，图3中的“1 bit delay”为“延迟一个比特”，在x路和y路的计算过程中，每计算一次，先延迟一个比特，直至x路或y路全部计算完毕后再输出。
38.步骤3.交织：将卷积编码后的数据交织处理。
39.交织可以通过交织器以一定的顺序对数据重新排列，进而打乱每一比特数据之间的相关性，避免在传输过程中成群出现突发性错误，进而提高通信的可靠性。将卷积编码生成的x路输出的1190比特数据和y路输出的1190比特数据进行交织，可以得到2380比特数据。
40.步骤4.差分编码：将交织后的数据进行差分编码。
41.可选地，将2380比特数据分为238组，每组10比特数据，并在每组中加入1比特预设数据，将实际要传输的10比特数据作为有效数据，每一组中，将有效数据根据预设数据进行差分编码。可选地，差分编码后的第一位有效数据为差分编码前的第一位有效数据与预设数据的差值；差分编码后的第二位有效数据为差分编码前的第二位有效数据与差分编码前的第一位有效数据的差值；以此类推。
42.步骤5.扩频：将差分编码后的每一组数据（1比特预设数据和10比特有效数据）扩频处理。扩频用于将数据进行频谱的扩宽处理,以便利用宽频谱获得较强的抗干扰能力。其中，扩频比可以为96，每一组11比特的数据扩频处理后形成1056个码片，每一比特数据96个
码片。
43.步骤6.组成无线帧：将扩频后的每一组数据组成数据跳，无线帧包括所有的数据跳。
44.参见图2，在扩频后的每一组数据前面加一个或多个个码片的前保护位（如15个码片）、后面加一个或多个个码片的后保护位（如49个码片），组成数据跳。前保护位和后保护位用于对数据跳内的11比特数据（预设数据和有效数据）进行保护，避免在第二设备解差分时多个数据跳之间的数据彼此造成干扰。图4为本发明实施例提供的无线帧的结构图。参见图4，无线帧包括所有的数据跳（238组数据跳），无线帧还包括前保护跳、后保护跳，以及同步跳，同步跳用于在第二设备实现无线帧的粗同步，前保护跳和后保护跳用于防止无线帧之间的数据彼此造成干扰。
45.s102.第一设备发送无线帧。
46.可以将无线帧成形滤波后发送到数模转换器，将数字信号形式的数据转换成模拟信号后发送。
47.本实施例提供一种通信方法，所述方法包括：第一设备可以根据预设数据将一个或多个有效数据进行差分编码，然后对编码后的预设数据和有效数据进行扩频处理生成无线帧并发送出去。相应地，第二设备只需要根据数据跳自身的扩频码就可实现数据跳的解扩和同步，并根据预设数据的相位差分解调获取有效数据，因此每一跳不需要携带训练序列用于同步和频偏修正，有效节省了占用资源，提高了通信效率。
48.图1为本发明实施例提供的通信方法的流程示意图。参见图1，在第二设备，所述方法包括：第二设备接收无线帧；无线帧包括一个或多个数据跳，一个数据跳包括预设数据以及一个或多个有效数据。
49.可选地，在第二设备，所述方法包括：可以通过无线信道接收无线帧，然后根据每一个数据跳的图案进行解跳频。可以先对无线帧进行滤波处理，得到特定频段的无线帧。
50.然后，可以根据无线帧的前保护跳和后保护跳进行无线帧的处理，完成无线帧的粗同步与频偏测量。可以通过定时同步、频率同步等方式实现无线帧的粗同步。
51.s103.利用数据跳自身的扩频码同步和解扩无线帧。
52.可选地，利用数据跳自身的扩频码同步和解扩无线帧，包括：步骤a.使用数据跳自身的扩频码同步和解扩每一个数据跳，获取到对应的一个或多个个相关采样点。
53.每个数据跳总共接收到1056个码片，假设以4倍的采样速率进行采样，得到一个或多个个相关采样点，本实施例中的相关采样点的数量可以为2-16个。每次滑动1/4个码片，滑到相关采样点的位置时，对数据跳所有的码片进行相关。
54.步骤b.从一个或多个个相关采样点中获取同步位置。
55.可选地，从一个或多个个相关采样点中获取同步位置，包括：步骤b-1.根据每个相关采样点，计算相关值。
56.可选地，根据每个相关采样点，计算相关值，包括：步骤b-11.对每一比特预设数据的多个数据及每一比特有效数据的多个数据分别
进行矢量叠加，得到多个矢量叠加结果。
57.根据上述数据跳的结构，每个数据跳有11比特数据（1比特预设数据和10比特有效数据），每一比特总共有96个码片，根据上述步骤1，采样时，每一个码片采样4次，有4个采样点，因此，每一比特共有384个采样点，共采样得到384个数据；每比特的384个数据进行矢量叠加，得到矢量叠加结果，数据跳内11比特数据总共得到11个矢量叠加结果。
58.步骤b-12.对多个矢量叠加结果进行标量叠加，得到相关值。
59.对数据跳的11比特数据对应的11个矢量叠加结果进行标量叠加，得到数据跳的相关值。
60.步骤b-2.将相关值中的最大值对应的相关采样点作为同步位置。
61.步骤c.根据同步位置解扩无线帧。
62.s104.根据预设数据的相位差分解调，获取有效数据。
63.通过上述步骤s103和步骤s104，根据数据跳自身的扩频码进行同步和解扩，而且直接通过预设数据的相位差分解调获取到所需的有效数据，因而不需要用训练序列去实现数据跳的同步与频偏估计，便于提高通信效率。
64.可选地，所述通信方法还包括：步骤a1.确定无线帧内的数据跳的增益不同。
65.如，第一个数据跳的增益为1，第一个数据跳内的10比特数据幅度分别为2，2，3，2，3，4，3，4，3，4；第二个数据跳内的增益为2，第二个数据跳内的10比特数据幅度分别为4，6，6，8，6，8，6，6，8，8。
66.步骤a2.将每个数据跳的增益调整相同。
67.假设将第一个数据跳的增益调整为2，则调整后第一个数据跳内的10比特数据幅度为4,4,6,4,6,8,6,8,6,8。
68.在上述步骤a1、步骤a2的操作后，所述通信方法还包括：对有效数据解交织。
69.根据交织的逆过程将有效数据重新排序，进而得到与交织前顺序一致的有效数据。
70.可选地，所述通信方法还包括：若有效数据大于阈值，将有效数据确定为阈值；若有效数据小于阈值的负值，将有效数据确定为阈值的负值。
71.阈值可以为无线帧所有有效数据绝对值的均值。
72.图5为本发明实施例提供的有效数据以均值调整前后的对比图。参照图5，如果无线帧所有有效数据绝对值的均值为72，可以将大于72的有效数据调整为72，将小于-72的有效数据调整为-72。
73.阈值也可以为无线帧所有有效数据绝对值均值的1/2、2倍，或其他值，在本实施例中不做限定。
74.根据上述方法，可以有效控制数据的起伏，使得后续步骤中解码的效果更好。
75.可选地，所述通信方法还包括：对有效数据进行解码，按照第一设备在步骤3中卷积编码的逆过程解码。图6为本发明实施例提供的调整有效数据前后解码的性能对比图。参照图6，利用加性高斯白噪声测
试有效数据的调整前后的性能，可以看出，在相同的比特信噪比下，经过上述步骤b1、步骤b2调整有效数据后，有效数据的误码率（原始比特误码率）较未调整的有效数据的误码率低，说明解码的准确率高。
76.图7为本发明实施例提供的有效数据与理论有效数据的性能对比图。参照图7，利用加性高斯白噪声测试本方法得到的有效数据的性能，可以看出，在相同的比特信噪比下，本方法通过差分解调得到的有效数据的误码率（原始比特误码率）与理想差分解调后的有效数据的误码率接近，说明本方法得到的有效数据的准确率较高。
77.本实施例提供一种通信方法，所述方法将接收到的无线帧利用无线帧中数据跳自身的扩频码同步实现数据跳的解扩和同步；然后，根据预设数据的相位差分解调获取有效数据，因此每一跳不需要携带训练序列用于同步和频偏修正，有效节省了占用资源，提高了通信效率。
78.以上结合图1和图7详细说明了本技术实施例提供的第一设备和第二设备的通信方法。以下结合图8和图9分别详细说明用于执行本技术实施例提供的第一设备和第二设备的通信装置。
79.图8为本发明实施例提供的第一设备的通信装置的结构示意图。如图8所示，所述通信装置包括：生成模块801，用于生成无线帧；无线帧包括一个或多个数据跳，一个数据跳包括预设数据以及一个或多个有效数据；一个或多个有效数据根据预设数据进行差分编码形成；1比特预设数据以及一个或多个有效数据均经过扩频处理；发送模块802，用于发送无线帧。
80.通信装置的具体实现参考前述的魔方游戏旋转方法，此处不再赘述。
81.图9为本发明实施例提供的第二设备的通信装置的结构示意图。如图9所示，所述通信装置包括：接收模块901，用于接收无线帧；无线帧包括一个或多个数据跳，一个数据跳包括预设数据以及一个或多个有效数据；处理模块902，用于利用数据跳自身的扩频码同步和解扩无线帧；处理模块902，还用于根据预设数据的相位差分解调，获取有效数据。
82.通信装置的具体实现参考前述的通信方法，此处不再赘述。
83.本发明实施例还提供了一种计算机电子设备，图10为本发明实施例提供的一种电子设备的结构图。该计算机电子设备包括，中央处理单元（cpu）1001，其可以根据存储在只读存储器（rom）1002中的程序或者从存储部分1008加载到随机访问存储器（ram）1003中的程序而执行各种适当的动作和处理。在ram 1003中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。cpu 1001、rom 1002以及ram 1003通过总线1004彼此相连。输入/输出（i/o）接口1005也连接至总线1004。
84.以下部件连接至i/o接口1005：包括键盘、鼠标等的输入部分1006；包括诸如阴极射线管（crt）、液晶显示器（lcd）等以及扬声器等的输出部分1007；包括硬盘等的存储部分1008；以及包括诸如lan卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1009。通信部分1009经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器1010也根据需要连接至i/o接口1005。可拆卸介质1011，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等，根据需要安装在驱动器1010上，以便于
从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分1008。
85.附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，所述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
86.描述于本发明实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括生成模块801、发送模块802，其中，这些模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定，例如，发送模块802还可以被描述为“用于发送无线帧的发送模块802”。
87.作为另一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中所述通信装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入电子设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本发明的通信方法。
88.以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。