CN107124189B - 一种tdma系统随机交织地址动态变化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种TDMA系统随机交织地址动态变化的方法，该方法利用TDMA系统特有的时间信息，经过混沌序列产生算法，产生一个随机的混沌序列，之后将时间信息和混沌序列拼接，作为生成交织地址的初始相位，然后根据此初始相位利用m序列产生算法产生出TDMA系统的信息的动态交织地址，最后利用动态交织地址对TDMA系统的信息进行交织。此方法中初始相位随时间信息随机变化，产生的信息交织地址随机变化。本发明使敌人无法获得交织地址的规律，从而截获有用信息；能够有效提高TDMA系统的抗侦收、抗截获能力，增强了数据传输的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种TDMA系统随机交织地址动态变化方法，属于电子通信领域。
背景技术
交织是一种非常有效且简单的对付突发差错的技术，在整个系统中起着重要的作用。由于信道衰落特性的影响，传输的信息在某些区域往往会出现成片的差错，尽管所传信息进行了纠错，但很多常用的通常是针对随机差错设计的，对于突发差错，这些方案不能适应，达不到最优的效果。
交织将已的信息序列在发送前按一定规则进行打乱或重排，而在接收端按相同的规则把信息序列恢复为发端原有的顺序，之后再进行后续的处理。这样原来在传输过程中出现的突发差错被分散、均匀化。交织和纠错联合使用，可以提升整个通信系统的误码性能和抗干扰性能。
以往系统中采用的交织地址常常是固定不变的，只生成一组交织地址，这样起不到抗截获的作用。
发明内容
本发明解决的技术问题是：为了提高通信系统的抗截获能力，提供一种TDMA系统随机交织地址动态变化的方法，在TDMA通信系统中，把系统中的时间信息和由其生成的混沌序列作为交织地址生成多项式的初始相位，此初始相位随时间信息动态变化，生成的每组交织地址随时间信息动态变化。
在本方法中，对于每一个TDMA时隙来说，时间信息和由其生成的混沌序列都是变化的，即生成交织地址的生成多项式的初始相位是变化的，所以计算出来的交织地址就是动态变化的，用该交织地址对信息进行交织，就实现了动态交织。
本发明的技术方案是：一种TDMA系统随机交织地址动态变化的方法，步骤如下：
(1)设TDMA系统每个时隙的信息的长度为L；设TDMA系统的时间信息为T，T为q比特数据，将T表示为Tq-1Tq-2……T2T1T0，通过混沌序列生成算法，生成一个n比特的二进制混沌序列S，S表示为Sn-1Sn-2……S2S1S0，q、n为正整数。
(2)将TDMA系统的时间信息T和n比特的二进制混沌序列S拼接在一起，拼成数据P，作为计算TDMA系统的交织地址的初始相位；设数据P的比特数为k，k＝q+n，P即为一个k bit的数据，如下：
P＝Tq-1Tq-2……T2T1T0Sn-1Sn-2……S2S1S0
根据TDMA系统的信息的交织地址的初始相位P，利用m序列生成算法，生成TDMA系统的信息的动态交织地址Addr＝Pk-1Pk-2…P8P7P6P5P4P3P2P1P0；TDMA系统的动态交织地址为k比特的二进制数据，动态交织地址Addr的数量为L，将Pk-1Pk-2…转换为十进制后，与L相比较，如果小于等于L且大于零，则作为TDMA系统的信息的动态交织地址，否则，则舍弃即不作为交织地址；
(3)根据TDMA系统的信息的交织地址，将TDMA系统的信息进行交织后输出，完成信息的动态交织。
本发明相对于现有技术具有如下优点：
(1)在步骤(2)交织地址计算中，对于每一个TDMA时隙来说，时间信息和由其生成的混沌序列都是变化的，即产生交织地址的生成多项式的初始相位是变化的，所以计算出来的交织地址就是动态变化的，可以实现动态交织。
(2)本发明提出的生成的TDMA系统的信息的交织地址随时间信息动态变化，使敌人无法侦破交织地址的规律，进而截获有用信息。此方法可以提高通信系统的抗截获能力，增强数据传输的安全性。
(3)本发明提出的生成的TDMA系统的信息的交织地址的m序列生成多项式根据系统的k值来选取，处理灵活。
(4)本发明提出的生成的TDMA系统的信息的交织地址的初始相位可以由时间信息T和混沌序列S拼接，也可以由时间信息T和混沌序列S截短值拼接，计算灵活方便，适应不同的TDMA系统。
附图说明
图1为本发明的一种TDMA系统随机交织地址动态变化的方法的系统框图；
图2为本发明交织地址生成示意图。
具体实施方式
本发明的基本思路为：提出了一种TDMA系统随机交织地址动态变化的方法，该方法利用TDMA系统特有的时间信息，经过混沌序列产生算法，产生一个随机的混沌序列，之后将时间信息和混沌序列拼接，作为生成交织地址的初始相位，然后根据此初始相位利用m序列产生算法产生出TDMA系统的信息的动态交织地址，最后利用动态交织地址对TDMA系统的信息进行交织。此方法中初始相位随时间信息随机变化，产生的信息交织地址随机变化。本发明使敌人无法获得交织地址的规律，从而截获有用信息；能够有效提高TDMA系统的抗侦收、抗截获能力，增强了数据传输的安全性。
下面结合附图和具体实施例对本发明作详细介绍。
本发明一种TDMA系统随机交织地址动态变化的方法，其特征在于步骤如下：
(1)设TDMA系统每个时隙的信息的长度为L；设TDMA系统的时间信息为T，T为q比特数据，将T表示为Tq-1Tq-2……T2T1T0，通过混沌序列生成算法，生成一个n比特的二进制混沌序列S，S表示为Sn-1Sn-2……S2S1S0，q、n为正整数。
(2)将TDMA系统的时间信息T和n比特的二进制混沌序列S拼接在一起，拼成数据P，作为计算TDMA系统的交织地址的初始相位；设数据P的比特数为k，k＝q+n，P即为一个k bit的数据，如下：
P＝Tq-1Tq-2……T2T1T0Sn-1Sn-2……S2S1S0
根据TDMA系统的信息的交织地址的初始相位P，利用m序列生成算法，生成TDMA系统的信息的动态交织地址Addr＝Pk-1Pk-2…P8P7P6P5P4P3P2P1P0；TDMA系统的动态交织地址为k比特的二进制数据，动态交织地址Addr的数量为L，将Pk-1Pk-2…转换为十进制后，与L相比较，如果小于等于L且大于零，则作为TDMA系统的信息的动态交织地址，否则，则舍弃即不作为交织地址；L与k的关系优选为L<2k-1。
(3)根据TDMA系统的信息的交织地址，将TDMA系统的信息进行交织后输出，完成信息的动态交织。
TDMA系统的L和k值都确定后，选取阶数为k的m序列生成多项式作为TDMA系统交织地址的生成多项式。
TDMA系统的L和k值都确定后，如果k＝q+n，初始相位P由时间信息T和混沌序列S拼接，如果k>q+n，初始相位P由时间信息T和混沌序列S截短值拼接。
如附图1所示，整个算法包含下面三个步骤：
设TDMA系统的信息块数据长度L为12800bit，要求L与k的关系满足L<2k-1，那么k的取值为14。
(1)混沌序列产生
设TDMA系统的时间信息为T(T5T4……T2T1T0)，T为6比特数据，经过计算，生成一个8比特的二进制混沌序列S(S7S6……S2S1S0)。
设某一时刻的T为110101，把它作为混沌序列生成算法的输入。
设固定参数para为1697，变量a_b初值为55，T转换成十进制为53，
a＝T＝53；
下列的三个公式分别计算变量a_t，变量a和变量a_b，
a_t＝a
a＝mod(a*para*a_b，256)
a_b＝a_t
将此三个公式经过10次的循环迭代运算，得到计算结果a＝179；
S＝a＝179；
将S转化成二进制为10110011。
(2)交织地址计算
将时间信息T和混沌序列S拼接在一起，拼成一个14bit的数据P＝11010110110011，作为计算交织地址的初始相位；k＝m+n＝14。
利用如图2所示的m序列产生算法生成交织地址，生成多项式为g(x)＝xk+xk-4+xq+x+1。
具体计算过程如下：
设移位寄存器R＝Rk-1Rk-2…R8R7R6R5R4R3R2R1R0，初始状态下R＝P，
首先计算变量temp＝mod(Rk-1+R8+R4+R0,2)，之后按时间顺序依次令R0＝R1，R1＝R2，R2＝R3，R3＝R4，……，Rk-q-1＝Rk-q，……，Rk-3＝Rk-2，Rk-2＝Rk-1，Rk-1＝temp。
最终输出的交织地址为完成所有移位运算及模2加运算后寄存器R输出的值，即Addr＝Pk-1Pk-2…P8P7P6P5P4P3P2P1P0
＝Rk-1Rk-2…R8R7R6R5R4R3R2R1R0
当k＝14，q＝6时，生成多项式为g(x)＝x14+x10+x6+x+1。
具体计算过程如下：
初始状态下R＝P＝11010110110011，
首先计算变量temp＝mod(R13+R8+R4+R0,2)＝mod(1+1+1+1,2)＝0，之后按时间顺序依次计算得到：
R0＝R1＝1，R1＝R2＝0，R2＝R3＝0，R3＝R4＝1，R4＝R5＝1
R5＝R6＝0，R6＝R7＝1，R7＝R8＝1，R8＝R9＝0，R9＝R10＝1
R10＝R11＝0，R11＝R12＝1，R12＝R13＝1，R13＝temp＝0
经过一次运算得到Addr(1)＝01101011011001，Addr(1)转换成十进制数为6873，因为6873小于12800，所以保留6873为交织地址的第一个数据。
再经过一次运算得到Addr(2)＝00110101101100，，Addr(2)转换成十进制数为3436，因为3436小于12800，所以保留3436为交织地址的第二个数据。
以此类推，可以计算出12800个交织地址。
(3)信息动态交织
交织地址产生完成后，将信息按顺序输入，按动态交织地址输出，就完成了信息动态交织。
设信息序列为1001……10，按照第二步计算的交织地址交织输出，那么输出信息的第6873个比特数据为输入的第1个比特1，输出信息的第3436个比特数据为输入的第2个比特0。
如果时间信息T变化，生成的混沌序列S就会不同，计算交织地址的初始相位进而不同，生成的交织地址不同，每一个时间信息生成一组不同的交织地址，完成了交织地址动态变化，输出信息无规律，这样就提高通信系统的抗截获能力，增强数据传输的安全性。
本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知技术。
Claims (1)
1.一种TDMA系统随机交织地址动态变化的方法，其特征在于步骤如下：
(1)设TDMA系统每个时隙的信息的长度为L；设TDMA系统的时间信息为T，T为q比特数据，将T表示为Tq-1Tq-2……T2T1T0，通过混沌序列生成算法，生成一个n比特的二进制混沌序列S，S表示为Sn-1Sn-2……S2S1S0，q、n为正整数；
(2)将TDMA系统的时间信息T和n比特的二进制混沌序列S拼接在一起，拼成数据P，作为计算TDMA系统的交织地址的初始相位；设数据P的比特数为k，k＝q+n，P即为一个k bit的数据，如下：
P＝Tq-1Tq-2……T2T1T0Sn-1Sn-2……S2S1S0
根据TDMA系统的信息的交织地址的初始相位P，利用m序列生成算法，生成TDMA系统的信息的动态交织地址Addr＝Pk-1Pk-2…P8P7P6P5P4P3P2P1P0；TDMA系统的动态交织地址为k比特的二进制数据，动态交织地址Addr的数量为L，将Pk-1Pk-2…转换为十进制后，与L相比较，如果小于等于L且大于零，则作为TDMA系统的信息的动态交织地址，否则，则舍弃即不作为交织地址；L与k的关系为L<2k-1；
(3)TDMA系统的L和k值都确定后，选取阶数为k的m序列生成多项式作为TDMA系统交织地址的生成多项式，TDMA系统的L和k值都确定后，如果k＝q+n，初始相位P由时间信息T和混沌序列S拼接，如果k>q+n，初始相位P由时间信息T和混沌序列S截短值拼接；根据TDMA系统的信息的交织地址，将TDMA系统的信息进行交织后输出，完成信息的动态交织。
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| CN102227097A (zh) * | 2011-04-11 | 2011-10-26 | 重庆大学 | 一种可变长度s随机交织器的生成方法 |
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