CN111555771A - 多区块链网络的跨链通信系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于区块链技术领域，具体涉及使用区块链网络消减广播风暴的系统及方法，包括：多个彼此独立的区块链网络；所述区块链网络内的节点均设置有链内通信装置和链外通信装置；所述链内通信装置，在区块链网络中的节点之间进行区块链内通信时，对链内数据信息进行发送和接收；所述链外通信装置，在区块链网络中的节点之间进行区块链外通信时，对链外数据信息进行发送和接收；实现了多个区块链之间的跨链通信。由于区块链网络对于保密性和安全性的要求较高，跨链间的通信往往较为困难，本发明通过对区块链中的节点分别设置链外通信装置和链内通信装置，在保证信息传输效率的同时，保证了信息的安全性，也实现了跨链通信。
Description
技术领域
本发明属于区块链技术领域，具体涉及使用多区块链网络的跨链通信系统及方法。
背景技术
区块链是一个信息技术领域的术语。从本质上讲，它是一个共享数据库，存储于其中的数据或信息，具有“不可伪造”“全程留痕”“可以追溯”“公开透明”“集体维护”等特征。基于这些特征，区块链技术奠定了坚实的“信任“基础，创造了可靠的“合作”机制，具有广阔的运用前景。
区块链一般分为三种：公有区块链(Public Block Chains)是指：世界上任何个体或者团体都可以发送交易，且交易能够获得该区块链的有效确认，任何人都可以参与其共识过程。公有区块链是最早的区块链，也是应用最广泛的区块链，各大bitcoins系列的虚拟数字货币均基于公有区块链，世界上有且仅有一条该币种对应的区块链。
行业区块链(Consortium Block Chains)：由某个群体内部指定多个预选的节点为记账人，每个块的生成由所有的预选节点共同决定(预选节点参与共识过程)，其他接入节点可以参与交易，但不过问记账过程(本质上还是托管记账，只是变成分布式记账，预选节点的多少，如何决定每个块的记账者成为该区块链的主要风险点)，其他任何人可以通过该区块链开放的API进行限定查询。
私有区块链(Private Block Chains)：仅仅使用区块链的总账技术进行记账，可以是一个公司，也可以是个人，独享该区块链的写入权限，本链与其他的分布式存储方案没有太大区别。传统金融都是想实验尝试私有区块链，而公链的应用例如bitcoin已经工业化，私链的应用产品还在摸索当。
发明内容
本发明的主要目的在于提供多区块链网络的跨链通信系统及方法，实现了多个区块链之间的跨链通信。由于区块链网络对于保密性和安全性的要求较高，跨链间的通信往往较为困难，本发明通过对区块链中的节点分别设置链外通信装置和链内通信装置，针对不同信息，使用不同的通信装置，在保证信息传输效率的同时，保证了信息的安全性，也实现了跨链通信。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：多区块链网络的跨链通信系统，所述系统包括：多个彼此独立的区块链网络；所述区块链网络内的节点均设置有链内通信装置和链外通信装置；所述链内通信装置，在区块链网络中的节点之间进行区块链内通信时，对链内数据信息进行发送和接收；所述链外通信装置，在区块链网络中的节点之间进行区块链外通信时，对链外数据信息进行发送和接收；所述链外通信装置包括：扩频调制子单元，将基带信号和伪码进行结合，进行扩频调制，生成扩频调制信号；副载波调制子单元，将扩频调制信号和副载波子单元进行结合生成调制信号；预编码系统将调制信号进行预编码，生成预编码信号，将预编码信号发送到接收机；接收机的卷积子单元对预编码信号进行卷积后，生成卷积信号，将卷积信号发送至采样器；采样器根据所述时钟产生的时钟信号进行采样，生成的采样信号和序列产生器再次进行卷积，将卷积后的结果发送到译码器；所述译码器对结果进行译码，完成整个传输过程；其特征在于，所述扩频调制子单元，将基带信号和伪码进行结合，进行扩频调制，生成扩频调制信号的方法执行以下步骤：步骤S1：将基带信号中的每一个符号用如下公式表示：d(t)＝log(|b(t)c(t)sc(t)|)；其中，
是数据向量的连续时间表达；步骤S2：用如下公式表示伪码：
步骤S3：将基带信号中的每一个符合和伪码做卷积运算，生成的结果为扩频调制信号；其中，b∈{±1}L×1是传输的一个符号，每个符号由L比特数据组成；定义伪随机序列向量为c∈{±1}C×1，其中包含C个码片；上述两个向量是b(t)和c(t)离散表达；定义Tb和Tc分别表示数据信息周期和码宽，则有LTb＝CTc，即一个符号周期中含有整数个伪码周期。
进一步的，所述寻路子单元进行路径规划的方法执行以下步骤：均设置有跨链通信节点；所述区块链网络之间通过跨链通信节点通信连接；所述跨链通信节点间所述跨链通信节点包括：发送模块和接收模块；所述发送模块包括：正交扩频编码生成子单元和扩频信号调制子单元；所述接收模块包括：多个相关器、相位调节器和合并器；其特征在于，所述正交扩频编码生成子单元，生成M个正交扩频编码组成编码集合；所述扩频信号调制子单元，将M个扩频编码分别调制载波形成M个扩频信号；所述相关器，对接收到的扩频信号，利用扩频码的自相关特性，分离出相互独立且不相关的多径信号；所述相位调节器，将多径信号的各径信号保持至同一信息码位置；所述合并器，进行加权求和，在整个扩频地址码长度内积分并求平均，并以信息符号长度为周期抽样输出。
进一步的，所述链内通信装置包括：发送单元和接收单元；所述发送单元包括：正交扩频编码生成子单元和扩频信号调制子单元；所述接收端包括：多个相关器、相位调节器和合并器；所述正交扩频编码生成子单元，生成M个正交扩频编码组成编码集合，所述正交扩频编码为混沌序列；所述扩频信号调制子单元，将M个扩频编码分别调制载波形成M个扩频信号；所述相关器，对接收到的扩频信号，利用扩频码的自相关特性，分离出相互独立且不相关的多径信号；所述相位调节器，将多径信号的各径信号保持至同一信息码位置；所述合并器，进行加权求和，在整个扩频地址码长度内积分并求平均，并以信息符号长度为周期抽样输出；所述相关器包括：数字下变频器、数控振荡器、码发生器、相关累加器和伪码移相电路；所述数字下变频器信号连接于数控振荡器；所述数控振荡器信号连接于码发生器；所述码发生器信号连接于相关累加器；所述相关累加器信号连接于数控振荡器。
进一步的，其特征在于，所述相关器包括：数字下变频器、数控振荡器、码发生器、相关累加器和伪码移相电路；所述数字下变频器信号连接于数控振荡器；所述数控振荡器信号连接于码发生器；所述码发生器信号连接于相关累加器；所述相关累加器信号连接于数控振荡器。
进一步的，所述混沌序列为：Sn+1＝sinAcos(ωarccos(Sn)),-1<Sn<1，当取参数取值Sn为＝0.65，给定第一个种子S0＝4，生成一个混沌序列；在此基础上，再根据式：s(t)＝sinAcos(ω0t+B∫c(t)dt)，其中，0≤t≤T的混沌调频方式生成一个混沌调频信号，其中参数T、ω0、B和N可根据实际通信速率、误码率和通信距离调整，取值为：信号时间长度T在3.0s～10.0s之间，中心频率ω0小于1000Hz，信号带宽B在50Hz～300Hz之间，混沌序列长度N在200～4095之间。
进一步的，所述第一个种子以Δ＝4为步长，产生一系列种子，从而生成一系列混沌调频信号；求取混沌调频信号的互相关，优选出两两互相关值小于0.15的M个混沌调频信号，组成了信号集合；M取值为512～4096，由于采用信号组合并行发送方式，需要确定组合信号的个数r，r的取值为1～10。
一种多区块链网络的跨链通信方法，所述方法执行以下步骤：多个彼此独立的区块链网络互联；所述区块链网络内的节点均设置有链内通信装置和链外通信装置；所述链内通信装置，在区块链网络中的节点之间进行区块链内通信时，对链内数据信息进行发送和接收；所述链外通信装置，在区块链网络中的节点之间进行区块链外通信时，对链外数据信息进行发送和接收。
进一步的，所述链外通信装置包括：扩频调制子单元，将基带信号和伪码进行结合，进行扩频调制，生成扩频调制信号；副载波调制子单元，将扩频调制信号和副载波子单元进行结合生成调制信号；预编码系统将调制信号进行预编码，生成预编码信号，将预编码信号发送到接收机；接收机的卷积子单元对预编码信号进行卷积后，生成卷积信号，将卷积信号发送至采样器；采样器根据所述时钟产生的时钟信号进行采样，生成的采样信号和序列产生器再次进行卷积，将卷积后的结果发送到译码器；所述译码器对结果进行译码，完成整个传输过程。
进一步的，所述扩频调制子单元，将基带信号和伪码进行结合，进行扩频调制，生成扩频调制信号的方法执行以下步骤：步骤S1：将基带信号中的每一个符号用如下公式表示：d(t)＝log(|b(t)c(t)sc(t)|)；其中，
是数据向量的连续时间表达；步骤S2：用如下公式表示伪码：
步骤S3：将基带信号中的每一个符合和伪码做卷积运算，生成的结果为扩频调制信号；其中，b∈{±1}L×1是传输的一个符号，每个符号由L比特数据组成；定义伪随机序列向量为c∈{±1}C×1，其中包含C个码片；上述两个向量是b(t)和c(t)离散表达；定义Tb和Tc分别表示数据信息周期和码宽，则有LTb＝CTc，即一个符号周期中含有整数个伪码周期。
进一步的，所述寻路子单元进行路径规划的方法执行以下步骤：均设置有跨链通信节点；所述区块链网络之间通过跨链通信节点通信连接；所述跨链通信节点间所述跨链通信节点包括：发送模块和接收模块；所述发送模块包括：正交扩频编码生成子单元和扩频信号调制子单元；所述接收模块包括：多个相关器、相位调节器和合并器；其特征在于，所述正交扩频编码生成子单元，生成M个正交扩频编码组成编码集合；所述扩频信号调制子单元，将M个扩频编码分别调制载波形成M个扩频信号；所述相关器，对接收到的扩频信号，利用扩频码的自相关特性，分离出相互独立且不相关的多径信号；所述相位调节器，将多径信号的各径信号保持至同一信息码位置；所述合并器，进行加权求和，在整个扩频地址码长度内积分并求平均，并以信息符号长度为周期抽样输出。
本发明的供多区块链网络的跨链通信系统及方法，具有如下有益效果：本发明通过设置链内通信装置进行链内通信；通过设置链外通信装置进行链外通信；在进行链内通信时，将信息使用正交扩频编码进行编码，然后通过扩频信号进行发送；避免了链内信息和链外信息之间的信息干扰。同时也在一定程度上能够避免链内信息之间的信息干扰，使得链外通信和链外通信得以实现，否则，链外通信和链内通信之间的码间干扰过强将导致信息传输的误码。同时，本发明在接收的时候，使用多个相关器、相位调节器和合并器对接收到的信号进行处理，保证了接收到信号后，将多径信号的各径信号保持至同一信息码位置；使得接收到的信号不会出现信号还原的失真，保证了信息传输和通信的准确性。在进行链外通信时，本发明使用扩频调制子单元，将基带信号和伪码进行结合，进行扩频调制，生成扩频调制信号；使用副载波调制子单元，将扩频调制信号和副载波子单元进行结合生成调制信号；使用预编码系统将调制信号进行预编码，生成预编码信号，将预编码信号发送到接收机；接收机的卷积子单元对预编码信号进行卷积后，生成卷积信号，将卷积信号发送至采样器；使用采样器根据所述时钟产生的时钟信号进行采样，生成的采样信号和序列产生器再次进行卷积，将卷积后的结果发送到译码器；所述译码器对结果进行译码，完成整个传输过程；一方面，这种使用扩频调制信号和副载波调制信号结合生成的调制信号，在传输过程中，不会出现大幅的失真。两个独立的区块链网络之间，其相隔的距离往往较远。如果不能进行较为完善的调制，将导致信号传输到目的地时，出现信号失真。区块链的跨链通信也就难以实施。通过上述方式，在区块链跨链通信时，其保证了信号不会出现被破解，因为卷积编码具备较高的安全性，同时，传输过程中不会出现数据失真。
附图说明
图1为本发明的实施例提供的多区块链网络的跨链通信系统的系统结构示意图；
图2为本发明的实施例提供的多区块链网络的跨链通信方法的方法流程示意图；
图3为本发明的实施例提供的多区块链网络的跨链通信系统及方法的信息数据传输效率的实验效果示意图与现有技术的信息传输效率的实验效果示意图的对比示意图；
图4为本发明的实施例提供的多区块链网络的跨链通信系统及方法的信息数据被破解率的实验效果示意图和现有技术的信息数据被破解率的实验效果示意图的对比示意图。
1-本发明的实验曲线示意图，2-现有技术的实验曲线示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：
实施例1
如图1所示，多区块链网络的跨链通信系统，所述系统包括：多个彼此独立的区块链网络；所述区块链网络内的节点均设置有链内通信装置和链外通信装置；所述链内通信装置，在区块链网络中的节点之间进行区块链内通信时，对链内数据信息进行发送和接收；所述链外通信装置，在区块链网络中的节点之间进行区块链外通信时，对链外数据信息进行发送和接收；所述链外通信装置包括：扩频调制子单元，将基带信号和伪码进行结合，进行扩频调制，生成扩频调制信号；副载波调制子单元，将扩频调制信号和副载波子单元进行结合生成调制信号；预编码系统将调制信号进行预编码，生成预编码信号，将预编码信号发送到接收机；接收机的卷积子单元对预编码信号进行卷积后，生成卷积信号，将卷积信号发送至采样器；采样器根据所述时钟产生的时钟信号进行采样，生成的采样信号和序列产生器再次进行卷积，将卷积后的结果发送到译码器；所述译码器对结果进行译码，完成整个传输过程；所述扩频调制子单元，将基带信号和伪码进行结合，进行扩频调制，生成扩频调制信号的方法执行以下步骤：步骤S1：将基带信号中的每一个符号用如下公式表示：d(t)＝log(|b(t)c(t)sc(t)|)；其中，
是数据向量的连续时间表达；步骤S2：用如下公式表示伪码：
步骤S3：将基带信号中的每一个符合和伪码做卷积运算，生成的结果为扩频调制信号；其中，b∈{±1}L×1是传输的一个符号，每个符号由L比特数据组成；定义伪随机序列向量为c∈{±1}C×1，其中包含C个码片；上述两个向量是b(t)和c(t)离散表达；定义Tb和Tc分别表示数据信息周期和码宽，则有LTb＝CTc，即一个符号周期中含有整数个伪码周期；所述寻路子单元进行路径规划的方法执行以下步骤：均设置有跨链通信节点；所述区块链网络之间通过跨链通信节点通信连接；所述跨链通信节点间所述跨链通信节点包括：发送模块和接收模块；所述发送模块包括：正交扩频编码生成子单元和扩频信号调制子单元；所述接收模块包括：多个相关器、相位调节器和合并器；其特征在于，所述正交扩频编码生成子单元，生成M个正交扩频编码组成编码集合；所述扩频信号调制子单元，将M个扩频编码分别调制载波形成M个扩频信号；所述相关器，对接收到的扩频信号，利用扩频码的自相关特性，分离出相互独立且不相关的多径信号；所述相位调节器，将多径信号的各径信号保持至同一信息码位置；所述合并器，进行加权求和，在整个扩频地址码长度内积分并求平均，并以信息符号长度为周期抽样输出。
具体的，本发明通过设置链内通信装置进行链内通信；通过设置链外通信装置进行链外通信；在进行链内通信时，将信息使用正交扩频编码进行编码，然后通过扩频信号进行发送；避免了链内信息和链外信息之间的信息干扰。同时也在一定程度上能够避免链内信息之间的信息干扰，使得链外通信和链外通信得以实现，否则，链外通信和链内通信之间的码间干扰过强将导致信息传输的误码。同时，本发明在接收的时候，使用多个相关器、相位调节器和合并器对接收到的信号进行处理，保证了接收到信号后，将多径信号的各径信号保持至同一信息码位置；使得接收到的信号不会出现信号还原的失真，保证了信息传输和通信的准确性。在进行链外通信时，本发明使用扩频调制子单元，将基带信号和伪码进行结合，进行扩频调制，生成扩频调制信号；使用副载波调制子单元，将扩频调制信号和副载波子单元进行结合生成调制信号；使用预编码系统将调制信号进行预编码，生成预编码信号，将预编码信号发送到接收机；接收机的卷积子单元对预编码信号进行卷积后，生成卷积信号，将卷积信号发送至采样器；使用采样器根据所述时钟产生的时钟信号进行采样，生成的采样信号和序列产生器再次进行卷积，将卷积后的结果发送到译码器；所述译码器对结果进行译码，完成整个传输过程；一方面，这种使用扩频调制信号和副载波调制信号结合生成的调制信号，在传输过程中，不会出现大幅的失真。两个独立的区块链网络之间，其相隔的距离往往较远。如果不能进行较为完善的调制，将导致信号传输到目的地时，出现信号失真。区块链的跨链通信也就难以实施。通过上述方式，在区块链跨链通信时，其保证了信号不会出现被破解，因为卷积编码具备较高的安全性，同时，传输过程中不会出现数据失真。
实施例2
在上一实施例的基础上，如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述链内通信装置包括：发送单元和接收单元；所述发送单元包括：正交扩频编码生成子单元和扩频信号调制子单元；所述接收端包括：多个相关器、相位调节器和合并器；所述正交扩频编码生成子单元，生成M个正交扩频编码组成编码集合，所述正交扩频编码为混沌序列；所述扩频信号调制子单元，将M个扩频编码分别调制载波形成M个扩频信号；所述相关器，对接收到的扩频信号，利用扩频码的自相关特性，分离出相互独立且不相关的多径信号；所述相位调节器，将多径信号的各径信号保持至同一信息码位置；所述合并器，进行加权求和，在整个扩频地址码长度内积分并求平均，并以信息符号长度为周期抽样输出；所述相关器包括：数字下变频器、数控振荡器、码发生器、相关累加器和伪码移相电路；所述数字下变频器信号连接于数控振荡器；所述数控振荡器信号连接于码发生器；所述码发生器信号连接于相关累加器；所述相关累加器信号连接于数控振荡器。
具体的，码分多址系统购信号是宽带信号，而其中噪声和干扰的功率远远大于信号功率，因此在模拟系统中是无法接收的。但CDMA接收中利用地址码的相关特性进行解扩，从噪声中提取信息，此过程也就是相关接收。
相关器可由各种网络实现，匹配滤波器是人们经常采用的一种方法，它使有用信号匹配输出，而干扰和噪声由于不匹配而抑制，得到最大的信噪比。
匹配滤波器是一种无源相关技术，它可以快速实现相关器的功能。
实施例3
在上一实施例的基础上，其特征在于，所述相关器包括：数字下变频器、数控振荡器、码发生器、相关累加器和伪码移相电路；所述数字下变频器信号连接于数控振荡器；所述数控振荡器信号连接于码发生器；所述码发生器信号连接于相关累加器；所述相关累加器信号连接于数控振荡器。
具体的，扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication)简称扩频通信，其特点是传输信息所用的带宽远大于信息本身带宽。扩频通信技术在发端以扩频编码进行扩频调制，在收端以相关解调技术收信息，这一过程使其具有诸多优良特性。扩频通信技术是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽；频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成，用编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关；在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。
实施例4
在上一实施例的基础上，所述混沌序列为：Sn+1＝sinAcos(ωarccos(Sn)),-1<Sn<1，当取参数取值Sn为＝0.65，给定第一个种子S0＝4，生成一个混沌序列；在此基础上，再根据式：s(t)＝sinAcos(ω0t+B∫c(t)dt)，其中，0≤t≤T的混沌调频方式生成一个混沌调频信号，其中参数T、ω0、B和N可根据实际通信速率、误码率和通信距离调整，取值为：信号时间长度T在3.0s～10.0s之间，中心频率ω0小于1000Hz，信号带宽B在50Hz～300Hz之间，混沌序列长度N在200～4095之间。
具体的，混沌时间序列是一种确定系统中出现的无规则的运动。混沌的离散情况常常表现为混沌时间序列，混沌时间序列是由混沌模型生成的具有混沌特性的时间序列，混沌时间序列中蕴涵着系统丰富的动力学信息，混沌时间序列是混沌理论通向现实世界的一个桥梁，是混沌的一个重要应用领域。
实施例5
在上一实施例的基础上，所述第一个种子以Δ＝4为步长，产生一系列种子，从而生成一系列混沌调频信号；求取混沌调频信号的互相关，优选出两两互相关值小于0.15的M个混沌调频信号，组成了信号集合；M取值为512～4096，由于采用信号组合并行发送方式，需要确定组合信号的个数r，r的取值为1～10。
实施例6
一种多区块链网络的跨链通信方法，所述方法执行以下步骤：多个彼此独立的区块链网络互联；所述区块链网络内的节点均设置有链内通信装置和链外通信装置；所述链内通信装置，在区块链网络中的节点之间进行区块链内通信时，对链内数据信息进行发送和接收；所述链外通信装置，在区块链网络中的节点之间进行区块链外通信时，对链外数据信息进行发送和接收。
实施例7
在上一实施例的基础上，所述链外通信装置包括：扩频调制子单元，将基带信号和伪码进行结合，进行扩频调制，生成扩频调制信号；副载波调制子单元，将扩频调制信号和副载波子单元进行结合生成调制信号；预编码系统将调制信号进行预编码，生成预编码信号，将预编码信号发送到接收机；接收机的卷积子单元对预编码信号进行卷积后，生成卷积信号，将卷积信号发送至采样器；采样器根据所述时钟产生的时钟信号进行采样，生成的采样信号和序列产生器再次进行卷积，将卷积后的结果发送到译码器；所述译码器对结果进行译码，完成整个传输过程。
具体的，非码本预编码利用了信道的互易性特性，eNode B根据上行发送信号获得上行信道信息，并基于信道互易性，获得下行信道信息，利用所获得的信道信息进行矩阵分解，生成所需的预编码矩阵。非码本预编码方法在TDD系统中有突出的优势，减少了上行反馈的开销，有利于eNode B灵活选取预编码矩阵。非码本方式的预编码矩阵的选择取决于eNode B的具体实现算法，不需要通过下行控制信令通知所用的预编码矩阵。为了使UE能够进行相干解调，需要发送专用导频使UE估计预编码后的等效信道。其中，专用导频也经过了与业务数据相同的预编码处理。
如果eNode B能够及时地获得准确且完整的信道矩阵，则eNode B可以直接计算出与信道传输特性匹配的预编码矩阵。在上述条件下，非码本方式的预编码可以避免量化精度的损失，但是预编码的频域和时域颗粒度可能会对性能带来较为显著的影响。
非码本方式的预编码中，eNode B需要根据所获得的CSI选择预编码矩阵。对于TDD系统，CSI可以通过信道互易性或UE的反馈获得，对于FDD系统也可以利用信道中长期统计特性的对称性获取下行CSI，但是瞬时或短期CSI只能通过UE的上报获得。如果利用互易性获取瞬时或短期CSI，需要对射频链路的收/发对称性进行校准。如果UE的发射机数量少于接收机数量，则必须通过天线切换或其他方式使eNode B获得完整的CSI。如果eNode B通过UE反馈的方式获得CSI，则需要仔细考虑CSI的反馈开销。
实施例8
在上一实施例的基础上，所述扩频调制子单元，将基带信号和伪码进行结合，进行扩频调制，生成扩频调制信号的方法执行以下步骤：步骤S1：将基带信号中的每一个符号用如下公式表示：d(t)＝log(|b(t)c(t)sc(t)|)；其中，
是数据向量的连续时间表达；步骤S2：用如下公式表示伪码：
步骤S3：将基带信号中的每一个符合和伪码做卷积运算，生成的结果为扩频调制信号；其中，b∈{±1}L×1是传输的一个符号，每个符号由L比特数据组成；定义伪随机序列向量为c∈{±1}C×1，其中包含C个码片；上述两个向量是b(t)和c(t)离散表达；定义Tb和Tc分别表示数据信息周期和码宽，则有LTb＝CTc，即一个符号周期中含有整数个伪码周期。；其特征在于，所述寻路子单元进行路径规划的方法执行以下步骤：均设置有跨链通信节点；所述区块链网络之间通过跨链通信节点通信连接；所述跨链通信节点间所述跨链通信节点包括：发送模块和接收模块；所述发送模块包括：正交扩频编码生成子单元和扩频信号调制子单元；所述接收模块包括：多个相关器、相位调节器和合并器；其特征在于，所述正交扩频编码生成子单元，生成M个正交扩频编码组成编码集合；所述扩频信号调制子单元，将M个扩频编码分别调制载波形成M个扩频信号；所述相关器，对接收到的扩频信号，利用扩频码的自相关特性，分离出相互独立且不相关的多径信号；所述相位调节器，将多径信号的各径信号保持至同一信息码位置；所述合并器，进行加权求和，在整个扩频地址码长度内积分并求平均，并以信息符号长度为周期抽样输出。
实施例9
在上一实施例的基础上，所述链内通信装置包括：发送单元和接收单元；所述发送单元包括：正交扩频编码生成子单元和扩频信号调制子单元；所述接收端包括：多个相关器、相位调节器和合并器；所述正交扩频编码生成子单元，生成M个正交扩频编码组成编码集合，所述正交扩频编码为混沌序列；所述扩频信号调制子单元，将M个扩频编码分别调制载波形成M个扩频信号；所述相关器，对接收到的扩频信号，利用扩频码的自相关特性，分离出相互独立且不相关的多径信号；所述相位调节器，将多径信号的各径信号保持至同一信息码位置；所述合并器，进行加权求和，在整个扩频地址码长度内积分并求平均，并以信息符号长度为周期抽样输出；所述相关器包括：数字下变频器、数控振荡器、码发生器、相关累加器和伪码移相电路；所述数字下变频器信号连接于数控振荡器；所述数控振荡器信号连接于码发生器；所述码发生器信号连接于相关累加器；所述相关累加器信号连接于数控振荡器。
实施例10
在上一实施例的基础上，所述的混沌序列通过如下公式映射生成：
其中，0<a<1，-1≤xn≤1；所述扩频信号调制子单元进行调制的时候，所述调制载波的方法为混沌调频，所述混沌调频是指将混沌序列直接作为调制信号调频于载波之上形成调频信号；其中所述调频信号为：s(t)＝sinAcos(ω0t+B∫c(t)dt)，0≤t≤T；其中调制信号c(t)为：sinAcos(ω0t+B∫dt)；其中，T为s(t)的时间长度，ω0为中心频率，B为调制指数，xn为长度为N的混沌序列，混沌序列中的每个码元占用的调频时间为T0＝T/N，u(t)为阶跃函数；r(t)为斜坡函数，是u(t)的积分结果。
以上所述仅为本发明的一个实施例子，但不能以此限制本发明的范围，凡依据本发明所做的结构上的变化，只要不失本发明的要义所在，都应视为落入本发明保护范围之内受到制约。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
需要说明的是，上述实施例提供的系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的存储装置、处理装置的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (10)
1.多区块链网络的跨链通信系统，所述系统包括：多个彼此独立的区块链网络；所述区块链网络内的节点均设置有链内通信装置和链外通信装置；所述链内通信装置，在区块链网络中的节点之间进行区块链内通信时，对链内数据信息进行发送和接收；所述链外通信装置，在区块链网络中的节点之间进行区块链外通信时，对链外数据信息进行发送和接收；所述链外通信装置包括：扩频调制子单元，将基带信号和伪码进行结合，进行扩频调制，生成扩频调制信号；副载波调制子单元，将扩频调制信号和副载波子单元进行结合生成调制信号；预编码系统将调制信号进行预编码，生成预编码信号，将预编码信号发送到接收机；接收机的卷积子单元对预编码信号进行卷积后，生成卷积信号，将卷积信号发送至采样器；采样器根据所述时钟产生的时钟信号进行采样，生成的采样信号和序列产生器再次进行卷积，将卷积后的结果发送到译码器；所述译码器对结果进行译码，完成整个传输过程；其特征在于，所述扩频调制子单元，将基带信号和伪码进行结合，进行扩频调制，生成扩频调制信号的方法执行以下步骤：步骤S1：将基带信号中的每一个符号用如下公式表示：d(t)＝log(|b(t)c(t)sc(t)|)；其中，
是数据向量的连续时间表达；步骤S2：用如下公式表示伪码：
步骤S3：将基带信号中的每一个符合和伪码做卷积运算，生成的结果为扩频调制信号；其中，b∈{±1}L×1是传输的一个符号，每个符号由L比特数据组成；定义伪随机序列向量为c∈{±1}C×1，其中包含C个码片；上述两个向量是b(t)和c(t)离散表达；定义Tb和Tc分别表示数据信息周期和码宽，则有LTb＝CTc，即一个符号周期中含有整数个伪码周期。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述寻路子单元进行路径规划的方法执行以下步骤：均设置有跨链通信节点；所述区块链网络之间通过跨链通信节点通信连接；所述跨链通信节点间所述跨链通信节点包括：发送模块和接收模块；所述发送模块包括：正交扩频编码生成子单元和扩频信号调制子单元；所述接收模块包括：多个相关器、相位调节器和合并器；其特征在于，所述正交扩频编码生成子单元，生成M个正交扩频编码组成编码集合；所述扩频信号调制子单元，将M个扩频编码分别调制载波形成M个扩频信号；所述相关器，对接收到的扩频信号，利用扩频码的自相关特性，分离出相互独立且不相关的多径信号；所述相位调节器，将多径信号的各径信号保持至同一信息码位置；所述合并器，进行加权求和，在整个扩频地址码长度内积分并求平均，并以信息符号长度为周期抽样输出。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述链内通信装置包括：发送单元和接收单元；所述发送单元包括：正交扩频编码生成子单元和扩频信号调制子单元；所述接收端包括：多个相关器、相位调节器和合并器；所述正交扩频编码生成子单元，生成M个正交扩频编码组成编码集合，所述正交扩频编码为混沌序列；所述扩频信号调制子单元，将M个扩频编码分别调制载波形成M个扩频信号；所述相关器，对接收到的扩频信号，利用扩频码的自相关特性，分离出相互独立且不相关的多径信号；所述相位调节器，将多径信号的各径信号保持至同一信息码位置；所述合并器，进行加权求和，在整个扩频地址码长度内积分并求平均，并以信息符号长度为周期抽样输出。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述相关器包括：数字下变频器、数控振荡器、码发生器、相关累加器和伪码移相电路；所述数字下变频器信号连接于数控振荡器；所述数控振荡器信号连接于码发生器；所述码发生器信号连接于相关累加器；所述相关累加器信号连接于数控振荡器。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述混沌序列为：Sn+1＝sinAcos(ωarccos(Sn)),-1<Sn<1，当取参数取值Sn为＝0.65，给定第一个种子S0＝4，生成一个混沌序列；在此基础上，再根据式：s(t)＝sinAcos(ω0t+B∫c(t)dt)，其中，0≤t≤T的混沌调频方式生成一个混沌调频信号，其中参数T、ω0、B和N可根据实际通信速率、误码率和通信距离调整，取值为：信号时间长度T在3.0s～10.0s之间，中心频率ω0小于1000Hz，信号带宽B在50Hz～300Hz之间，混沌序列长度N在200～4095之间。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一个种子以Δ＝4为步长，产生一系列种子，从而生成一系列混沌调频信号；求取混沌调频信号的互相关，优选出两两互相关值小于0.15的M个混沌调频信号，组成了信号集合；M取值为512～4096，由于采用信号组合并行发送方式，需要确定组合信号的个数r，r的取值为1～10。
7.一种基于权利要求1至5之一所述系统的多区块链网络的跨链通信方法，其特征在于，所述方法执行以下步骤：多个彼此独立的区块链网络互联；所述区块链网络内的节点均设置有链内通信装置和链外通信装置；所述链内通信装置，在区块链网络中的节点之间进行区块链内通信时，对链内数据信息进行发送和接收；所述链外通信装置，在区块链网络中的节点之间进行区块链外通信时，对链外数据信息进行发送和接收。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述链外通信装置包括：扩频调制子单元，将基带信号和伪码进行结合，进行扩频调制，生成扩频调制信号；副载波调制子单元，将扩频调制信号和副载波子单元进行结合生成调制信号；预编码系统将调制信号进行预编码，生成预编码信号，将预编码信号发送到接收机；接收机的卷积子单元对预编码信号进行卷积后，生成卷积信号，将卷积信号发送至采样器；采样器根据所述时钟产生的时钟信号进行采样，生成的采样信号和序列产生器再次进行卷积，将卷积后的结果发送到译码器；所述译码器对结果进行译码，完成整个传输过程。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述扩频调制子单元，将基带信号和伪码进行结合，进行扩频调制，生成扩频调制信号的方法执行以下步骤：步骤S1：将基带信号中的每一个符号用如下公式表示：d(t)＝log(|b(t)c(t)sc(t)|)；其中，
是数据向量的连续时间表达；步骤S2：用如下公式表示伪码：
步骤S3：将基带信号中的每一个符合和伪码做卷积运算，生成的结果为扩频调制信号；其中，b∈{±1}L×1是传输的一个符号，每个符号由L比特数据组成；定义伪随机序列向量为c∈{±1}C×1，其中包含C个码片；上述两个向量是b(t)和c(t)离散表达；定义Tb和Tc分别表示数据信息周期和码宽，则有LTb＝CTc，即一个符号周期中含有整数个伪码周期。
10.其特征在于，所述寻路子单元进行路径规划的方法执行以下步骤：均设置有跨链通信节点；所述区块链网络之间通过跨链通信节点通信连接；所述跨链通信节点间所述跨链通信节点包括：发送模块和接收模块；所述发送模块包括：正交扩频编码生成子单元和扩频信号调制子单元；所述接收模块包括：多个相关器、相位调节器和合并器；其特征在于，所述正交扩频编码生成子单元，生成M个正交扩频编码组成编码集合；所述扩频信号调制子单元，将M个扩频编码分别调制载波形成M个扩频信号；所述相关器，对接收到的扩频信号，利用扩频码的自相关特性，分离出相互独立且不相关的多径信号；所述相位调节器，将多径信号的各径信号保持至同一信息码位置；所述合并器，进行加权求和，在整个扩频地址码长度内积分并求平均，并以信息符号长度为周期抽样输出。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112235418A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-01-15 | 江西云本数字科技有限公司 | 跨区块链的稳定访问认证系统及方法 |
| CN112270593A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-01-26 | 武汉蝌蚪信息技术有限公司 | 基于去中心化帐本技术的业务帐本多人共管帐本公示系统 |
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2020
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