CN110311707B - 基于多准则约束的复合维度信息传输重构方法 - Google Patents

基于多准则约束的复合维度信息传输重构方法 Download PDF

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Abstract

基于多准则约束的复合维度信息传输重构方法，主要包含四个模块，即重构触发、重构阵列配置、重构加载和重构调度，且每个模块都设定相应的约束准则。在借鉴现有的有效通信技术基础上，建立了MS‑DSSS的复合维度信息传输和FH‑DFH的复合维度信息传输方法。实现灵活可控的重构方法，从而解决了多元应用条件下，复合维度信息传输方法的灵活配置问题。

Description

基于多准则约束的复合维度信息传输重构方法
技术领域
本发明涉及扩频通信技术领域，尤其是基于多准则约束的复合维度信息传输重构方法。
背景技术
现在的信息化时代通信系统需要确保通信系统的保密性和抗干扰性，以及应对高效应用需求所亟待解决的高传输数据率等要求，同时还需要满足应用的灵活性，目前单一的传输方法已无法应对。
发明内容
本发明的目的是为解决多元应用条件下，复合维度信息传输方法的灵活配置问题，通过重构触发、重构阵列配置、重构加载和重构调度四个模块的建立，以及相应四个约束准则的提出，完成灵活可控的多准则约束的复合维度信息传输重构方法。
采用的技术方案是：
定义1：任务周期T，为系统完成一次完整任务所需的时间，完整任务是指系统当前执行的所有任务，包含感知任务、接收任务和认证任务等。
定义2：重构触发码集Z，共N位。Z＝{z1,z2,ΛzN}的具体解析如下：
Figure GDA0002739119940000011
定义3：重构阵列Y和预参数阵列Y'，Y和Y'都为长度3×N的实值矩阵，N为变量，N具体值是依据重构级别而定。Y和Y'的第一行向量为控制体制一的相关参数。Y和Y'的第二行向量为控制体制二的相关参数。Y和Y'的第三行向量为控制认证的相关参数。
Figure GDA0002739119940000021
Figure GDA0002739119940000022
其中y11和y'11为体制一的控制位，y12和y'12为调制方式，y13和y'13为发射功率，y14和y'14为频率，y15和y'15为采样频率，y16和y'16为一维传输速率，y17和y'17为二维传输速率，y18和y'18为扩频伪码速率，y19和y'19为调制阶数，y110和y'110为积累时间，y111和y'111为模式控制系数，y112和y'112为增设系数。
y21和y'21为体制二的控制位，y22和y'22为调制方式，y23和y'23为发射功率，y24和y'24为频率，y25和y'25为采样频率，y26和y'26为一维传输速率，y27和y'27为二维传输速率，y28和y'28为跳速，y29和y'29为调制阶数，y210和y'210为积累时间，y211和y'211为跳频频点数，y212和y'212为扇出系数。
y31和y'31为认证的控制位，y32和y'32为体制控制位，y33和y'33为监督矩阵行数，y34和y'34为监督矩阵列数，y35和y'35为数据矩阵阶数，y36和y'36为身份矩阵阶数，y37～y312和y'37～y'312为待定位。
基于多准则约束的复合维度信息传输重构方法，包含四个模块，即重构触发、重构阵列配置、重构加载和重构调度，且每个模块都设定相应的约束准则。
(1)重构触发阶段的工作是在若干个任务周期T后，当满足某触发条件时，则触发重构机制，配置重构触发码集。具体重构触发准则包含：
时间触发准则：设n≥1的整数，在执行n-1个任务时间T后，当满足具体传输业务及应用需求的触发条件时，则触发重构机制，配置重构触发码集Z。
事件触发准则：在执行n-1个任务时间T后，当满足感知环境变化或检测通信接收方数据解析结果的效率降低(接收失败或认证失败)等触发条件时，则触发重构机制，并配置重构触发码集Z。
(2)重构阵列配置阶段的工作是在触发重构的条件下，根据触发重构级别设置重构阵列维度，根据重构类型和重构阵列状态等，驱动配置重构阵列。具体重构阵列配置准则为：
重构阵列配置准则：在触发重构的条件下，即z1＝1时，根据重构触发码集Z的z6 z7位，驱动配置重构阵列Y，当z6 z7＝01时，驱动重构阵列开始配置。重构阵列Y为3行N列的实值矩阵，N为变量，当z3＝0，即触发重构级别为粗粒度重构时，则N＝10。当z3＝1，即触发重构级别为细粒度重构时，则N＝12。进一步根据z2的状态，利用触发条件进行重构阵列配置，配置完成后将z6 z7置为10状态，表明重构阵列已配置完成。
(3)重构加载阶段的工作是在触发重构的条件下，在下一个任务周期开始时刻，开始将重构阵列加载，加载完成后重新初始化重构触发码集。具体重构加载准则为：
重构加载准则：在触发重构的条件下，即z1＝1时，且z6 z7＝10状态时，在第n个任务时间T开始时刻，将z8置1，则开始将重构阵列加载，并驱动重构调度算法。加载完成后重新初始化重构触发码集Z，即Z的所有位都置0。
(4)重构调度阶段的工作是在触发重构的条件下，在下一个任务周期开始时刻，开始执行重构调度算法。具体重构调度算法准则为：
重构调度算法准则：当重构加载后，重构调度算法被驱动。首先进行重构阵列解析，解析后可以得到数据传输体制及参数，以及认证方法及参数。进而依据解析结果进行动态配置方法及参数。进一步，依据配置结果进行重构执行，开始信号传输。
为确保信息化时代通信系统的保密性和抗干扰性，以及应对高效应用需求所亟待解决的高传输数据率等要求，在借鉴现有的有效通信技术基础上，建立了MS-DSSS(Multiseries-DSSS，多序列-扩展频谱)，的复合维度信息传输和FH-DFH(跳频-差分跳频)的复合维度信息传输方法。为进一步满足应用的灵活性，单一的传输方法已无法应对，为此配置灵活，任务多元化的可重构技术就成为了必然。为此，提出了本发明通过重构触发、重构阵列配置、重构加载和重构调度四个模块的建立，以及相应四个约束准则的提出，实现灵活可控的重构方法，从而解决了多元应用条件下，复合维度信息传输方法的灵活配置问题。
其优点在于：
基于多准则约束的复合维度信息传输重构方法，通过重构触发、重构阵列配置、重构加载和重构调度四个模块的建立，以及相应四个约束准则的提出，实现灵活可控的重构方法，从而解决了多元应用条件下，复合维度信息传输方法的灵活配置问题。
附图说明
图1是本发明基于多准则约束的复合维度信息传输重构方法的原理图。
图2是基于多准则约束的复合维度信息传输模式重构方法状态图。
图3是图2的上半部局部放大图。
图4是图2的下半部局部放大图。
具体实施方式
基于多准则约束的复合维度信息传输重构方法，主要包含四个模块，即重构触发、重构阵列配置、重构加载和重构调度，且每个模块都设定相应的约束准则。
模块1：重构触发阶段的工作是在若干个任务周期T后，当满足某触发条件时，则触发重构机制，配置重构触发码集。具体重构触发准则包含：
时间触发准则：设n≥1的整数，在执行n-1个任务时间T后，当满足具体传输业务及应用需求的触发条件时，则触发重构机制，配置重构触发码集Z。
事件触发准则：在执行n-1个任务时间T后，当满足感知环境变化或检测通信接收方数据解析结果的效率降低(接收失败或认证失败)等触发条件时，则触发重构机制，并配置重构触发码集Z。
模块2：重构阵列配置阶段的工作是在触发重构的条件下，根据触发重构级别设置重构阵列维度，根据重构类型和重构阵列状态等，驱动配置重构阵列。具体重构阵列配置准则为：
重构阵列配置准则：在触发重构的条件下，即z1＝1时，根据重构触发码集Z的z6 z7位，驱动配置重构阵列Y，当z6 z7＝01时，驱动重构阵列开始配置。重构阵列Y为3行N列的实值矩阵，N为变量，当z3＝0，即触发重构级别为粗粒度重构时，则N＝10。当z3＝1，即触发重构级别为细粒度重构时，则N＝12。进一步根据z2的状态，利用触发条件进行重构阵列配置，配置完成后将z6 z7置为10状态，表明重构阵列已配置完成。
模块3：重构加载阶段的工作是在触发重构的条件下，在下一个任务周期开始时刻，开始将重构阵列加载，加载完成后重新初始化重构触发码集。具体重构加载准则为：
重构加载准则：在触发重构的条件下，即z1＝1时，且z6 z7＝10状态时，在第n个任务时间T开始时刻，将z8置1，则开始将重构阵列加载，并驱动重构调度算法。加载完成后重新初始化重构触发码集Z，即Z的所有位都置0。
模块4：重构调度阶段的工作是在触发重构的条件下，在下一个任务周期开始时刻，开始执行重构调度算法。具体重构调度算法准则为：
重构调度算法准则：当重构加载后，重构调度算法被驱动。首先进行重构阵列解析，解析后可以得到数据传输体制及参数，以及认证方法及参数。进而依据解析结果进行动态配置方法及参数。进一步，依据配置结果进行重构执行，开始信号传输。
基于多准则约束的复合维度信息传输重构方法的实施步骤如下：
Step1：当重构触发条件被触发时，触发任务进入未执行任务集合UTS队列。当UTS队列非空时，依据UTS队列中的优先级，选取优先级最高的任务进入PTS队列。
Step2：进行重构触发位更新，当满足触发条件时，重构触发码集Z中z1置1。否则置0。当z1＝1执行Step3，否则继续回到Step2。
Step3：进行重构类型更新，即利用当前任务的触发类型将z2配置成相应的状态。当z2＝0时则为时间触发类型，当z2＝1时则为事件触发类型。
Step4：进行重构级别更新，利用当前任务的重构级别将z3配置成相应的状态。
Step5：进行重构优先级更新，将重构触发码集Z的z4 z5设置为相应的优先级。当z4z5＝11时，执行Step6，否则继续回到Step5。
Step6：进行重构阵列状态更新，重构触发码集Z的z6 z7位，即重构阵列状态位置为01，即启动重构阵列配置，即对重构阵列Y进行配置。
Step7：结合具体传输业务及应用需求，配置预参数阵列Y'的控制位，如果需要认证则y'31置1，否则置为0。如果通信体制需要FH方式，则y'21置1，如果通信体制需要DSSS方式，则y’11置1。
Step8：依据y’11、y'21和y'31的状态，结合具体传输业务及应用需求，进行y'12～y’112或y'22～y'212的传输参数配置。以及y'32～y'312的认证参数配置。
Step9：结合感知环境变化，以及预参数阵列Y'的控制位，配置重构阵列Y的控制位，如果需要认证则y31置1，否则置为0。如果通信体制需要FH方式，则y21置1，如果通信体制需要DSSS方式，则y11置1。
Step10：依据y11、y21和y31的状态，结合预参数阵列Y'，进行y12～y112或y22～y212的传输参数配置。以及y32～y312的认证参数配置。
Step11：进行重构阵列状态更新，重构触发码集Z的z6 z7位，即重构阵列状态位置为11，则可以启动重构加载状态。
Step12：重构加载状态更新，重构加载重构触发码集Z的z8置为1。
Step13：当时间满足第n个任务时间T开始时刻，当z8＝1，则开始重构加载。
Step14：启动重构调度，当重构加载进行重构阵列解析，并进行触发码集初始化。
Step15：进行认证参数传递。
Step16：进行MS-DSSS传输参数传递及FH-DFH传输参数传递。
Step17：依据传递参数进行动态配置各个对应传输单元。
Step18：启动各个对应单元进行信号传输。

Claims (3)

1.基于多准则约束的复合维度信息传输重构方法，包括重构触发、重构阵列配置、重构加载和重构调度，其特征在于包括下列步骤：
1)重构触发阶段的工作是在若干个任务周期T后，当满足某触发条件时，则触发重构机制，配置重构触发码集；具体重构触发准则包含：
时间触发准则：设n≥1的整数，在执行n-1个任务时间T后，当满足触发条件时，则触发重构机制，配置重构触发码集Z；
事件触发准则：在执行n-1个任务时间T后，当满足感知环境变化或检测通信接收方数据解析结果的效率降低时，则触发重构机制，并配置重构触发码集Z；
2)重构阵列配置阶段的工作是在触发重构的条件下，根据触发重构级别设置重构阵列维度，根据重构类型和重构阵列状态，驱动配置重构阵列；具体重构阵列配置准则为：
重构阵列配置准则：在触发重构的条件下，即z1＝1时，根据重构触发码集Z的z6 z7位，驱动配置重构阵列Y，当z6 z7＝01时，驱动重构阵列开始配置；重构阵列Y为3行N列的实值矩阵，当z3＝0，即触发重构级别为粗粒度重构时，则N＝10；当z3＝1，即触发重构级别为细粒度重构时，则N＝12；进一步根据z2的状态，利用触发条件进行重构阵列配置，配置完成后将z6z7置为10状态，表明重构阵列已配置完成；
3)重构加载阶段的工作是在触发重构的条件下，在下一个任务周期开始时刻，开始将重构阵列加载，加载完成后重新初始化重构触发码集；具体重构加载准则为：
重构加载准则：在触发重构的条件下，即z1＝1时，且z6 z7＝10状态时，在第n个任务时间T开始时刻，将z8置1，则开始将重构阵列加载，并驱动重构调度算法；加载完成后重新初始化重构触发码集；
4)重构调度阶段的工作是在触发重构的条件下，在下一个任务周期开始时刻，开始执行重构调度算法；具体重构调度算法准则为：
重构调度算法准则：当重构加载后，重构调度算法被驱动；首先进行重构阵列解析，解析后可以得到数据传输体制及参数，以及认证方法及参数；进而依据解析结果进行动态配置方法及参数；进一步，依据配置结果进行重构执行，开始信号传输；
所述的任务周期T，为系统完成一次完整任务所需的时间，完整任务是指系统当前执行的所有任务，包含感知任务、接收任务和认证任务；
重构触发码集Z，共N位；Z＝{z1,z2,ΛzN}的具体解析如下：
位次z1为重构触发位，0表示不触发重构；1表示触发重构；
位次z2为重构类型，0表示时间触发；1表示事件触发；
位次z3为重构级别，0表示粗粒度重构；1表示细粒度重构；
位次z4 z5为重构优先级，00～11表示优先级从低到高；
位次z6 z7为重构阵列状态，00表示重构阵列空闲状态；01表示驱动重构阵列开始配置；10表示重构阵列已配置完成；11表示重构阵列重新初始化；
位次z8为重构加载状态，0表示不可加载；1表示可加载。
2.根据权利要求1所述的基于多准则约束的复合维度信息传输重构方法，其特征在于包括下列步骤：
所述的重构阵列Y，还有预参数阵列Y'，Y和Y'都为长度3×N的实值矩阵；Y和Y'的第一行向量为控制体制一的相关参数；Y和Y'的第二行向量为控制体制二的相关参数；Y和Y'的第三行向量为控制认证的相关参数；
Figure FDA0002739119930000021
Figure FDA0002739119930000022
其中，y11和y'11为体制一的控制位，y12和y'12为调制方式，y13和y'13为发射功率，y14和y'14为频率，y15和y'15为采样频率，y16和y'16为一维传输速率，y17和y'17为二维传输速率，y18和y'18为扩频伪码速率，y19和y'19为调制阶数，y110和y'110为积累时间，y111和y'111为模式控制系数，y112和y'112为增设系数；
y21和y'21为体制二的控制位，y22和y'22为调制方式，y23和y'23为发射功率，y24和y'24为频率，y25和y'25为采样频率，y26和y'26为一维传输速率，y27和y'27为二维传输速率，y28和y'28为跳速，y29和y'29为调制阶数，y210和y'210为积累时间，y211和y'211为跳频频点数，y212和y'212为扇出系数；
y31和y'31为认证的控制位，y32和y'32为体制控制位，y33和y'33为监督矩阵行数，y34和y'34为监督矩阵列数，y35和y'35为数据矩阵阶数，y36和y'36为身份矩阵阶数，y37～y312和y'37～y'312为待定位。
3.基于多准则约束的复合维度信息传输重构方法，其特征在于包括下列步骤：
Step1：当重构触发条件被触发时，触发任务进入未执行任务集合UTS队列；当UTS队列非空时，依据UTS队列中的优先级，选取优先级最高的任务进入PTS队列；
Step2：进行重构触发位更新，当满足触发条件时，重构触发码集Z中z1置1；否则置0；当z1＝1执行Step3，否则继续回到Step2；
Step3：进行重构类型更新，即利用当前任务的触发类型将z2配置成相应的状态；当z2＝0时则为时间触发类型，当z2＝1时则为事件触发类型；
Step4：进行重构级别更新，利用当前任务的重构级别将z3配置成相应的状态；
Step5：进行重构优先级更新，将重构触发码集Z的z4z5设置为相应的优先级；当z4z5＝11时，执行Step6，否则继续回到Step5；
Step6：进行重构阵列状态更新，重构触发码集Z的z6 z7位，即重构阵列状态位置为01，即启动重构阵列配置，即对重构阵列Y进行配置；
Step7：结合具体传输业务及应用需求，配置预参数阵列Y'的控制位，如果需要认证则y'31置1，否则置为0；如果通信体制需要FH方式，则y'21置1，如果通信体制需要DSSS方式，则y’11置1；
Step8：依据y’11、y'21和y'31的状态，结合具体传输业务及应用需求，进行y'12～y'112或y'22～y'212的传输参数配置；以及y'32～y'312的认证参数配置；
Step9：结合感知环境变化，以及预参数阵列Y'的控制位，配置重构阵列Y的控制位，如果需要认证则y31置1，否则置为0；如果通信体制需要FH方式，则y21置1，如果通信体制需要DSSS方式，则y11置1；
Step10：依据y11、y21和y31的状态，结合预参数阵列Y'，进行y12～y112或y22～y212的传输参数配置；以及y32～y312的认证参数配置；
Step11：进行重构阵列状态更新，重构触发码集Z的z6 z7位，即重构阵列状态位置为11，则可以启动重构加载状态；
Step12：重构加载状态更新，重构加载重构触发码集Z的z8置为1；
Step13：当时间满足第n个任务时间T开始时刻，当z8＝1，则开始重构加载；
Step14：启动重构调度，当重构加载进行重构阵列解析，并进行触发码集初始化；
Step15：进行认证参数传递；
Step16：进行MS-DSSS传输参数传递及FH-DFH传输参数传递；
Step17：依据传递参数进行动态配置各个对应传输单元；
Step18：启动各个对应单元进行信号传输；
UTS队列为未执行任务集合；
PTS队列为当UTS队列非空时，依据UTS队列中的优先级，选取优先级最高的任务进入的队列；
FH为跳频方式；
DSSS为扩展频谱方式；
MS-DSSS为多序列-扩展频谱；
FH-DFH为跳频-差分跳频。
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