CN114124148B - 一种基于极化编码的低截获扩频通信方法、装置及介质 - Google Patents
一种基于极化编码的低截获扩频通信方法、装置及介质 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种基于极化编码的低截获扩频通信方法、装置及介质，涉及无线通信领域。在扩频通信中采用极化码信道编码方案，通过获取待编码比特序列，待编码比特序列包括信息位比特和冻结位比特序列，其中，使用扩频通信中的伪随机码对冻结位比特序列赋值；对待编码比特序列进行极化编码，扩频并调制极化编码后的信号，发送信号至接收端，以便接收端根据约定的伪随机码和冻结位赋值方式对信号进行译码从而提取到信号中的信息。通过对极化编码前的待编码序列的冻结位比特序列的伪随机化赋值，其中，该赋值方式是与合作接收端提前约定的，因此译码时正确的冻结位比特序列只有合作接收端可知，使得极化编码后发送的信息被拦截后破译的概率降低，提升了通信的可靠性和低截获性。
Description
技术领域
本申请涉及无线通信领域，特别是涉及一种基于极化编码的低截获扩频通信方法、装置及计算机可读存储介质。
背景技术
在现代军事保密通信系统中，合作双方正常进行信息传递，敌方对通信信号进行特征识别和参数估计，并对侦收信号进行分析处理，进而获取有用信息。面对日益复杂的电磁环境和敌方人为的侦察干扰，为确保己方的通信安全顺畅，必须采用高可靠、低截获通信技术。典型低截获射频通信技术包括扩频通信、低旁瓣天线、信号波形设计等。
此外，为保证信息的高可靠传输，必然需要采用先进的差错控制技术，信道编码是无线通信技术的基础。极化码(Polar code，Polar码)是第一种理论上证明可达信道容量的构造性编码方案，编码结构规则，译码复杂度低，纠错性能优异。2018年6月，极化码作为控制信道编码方案被正式纳入第五代移动通信技术(5th Generation MobileCommunication Technology，5G)增强移动宽带(Enhanced Mobile Broadband，eMBB)通信场景标准，也是未来应用于第六代移动通信技术(6G)的潜在先进空口技术之一，有着巨大的技术优势和研究潜力。
因此基于上述内容，设计一种基于极化编码的低截获扩频通信方法，提升通信的可靠性和低截获性能，是该领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种基于极化编码的低截获扩频通信方法，装置及计算机可读存储介质，用以提升通信的低截获性能。
为解决上述问题，本申请提供了一种基于极化编码的低截获扩频通信方法，包括：
获取待编码比特序列，所述待编码比特序列包括信息位比特和冻结位比特序列，其中，使用伪随机码对所述冻结位比特序列赋值；
对所述待编码比特序列进行极化编码；
扩频并调制极化编码后的信号；
发送所述信号至接收端，以便所述接收端利用约定的所述伪随机码和冻结位赋值方式对所述信号进行译码从而提取到所述信号中的信息。
优选地，所述使用伪随机码对所述冻结位比特序列赋值包括：
获取所述伪随机码；
若所述冻结位比特序列的长度小于所述伪随机码的长度，则选取所述伪随机码中的部分码值为所述冻结位比特序列赋值；
否则判断所述冻结位比特序列的长度是否大于所述伪随机码的长度；
若是，循环选取所述伪随机码的码值为所述冻结位比特序列赋值；
若否，选取所述伪随机码的全部码值为所述冻结位比特序列赋值。
优选地，扩频所述极化编码后的信号包括：
利用伪随机码发生器扩频所述极化编码后的信号。
优选地，所述获取所述伪随机码包括：
通过所述伪随机码发生器获取所述伪随机码。
优选地，所述选取所述伪随机码中的部分码值为所述冻结位比特序列赋值包括：
判断所述冻结位比特序列的长度与所述伪随机码的长度是否成整数比例；
若是，则等比例选取所述伪随机码的码值为所述冻结位比特序列赋值。
为解决上述问题，本申请还提供了另一种基于极化编码的低截获扩频通信方法，包括：
接收发送端发送的调制后的信号；
解扩并解调所述信号以获取所述编码序列；
使用与所述发送端约定的所述伪随机码和冻结位赋值方式对所述信号进行译码，从而提取到编码序列中的信息，所述信号包括含有信息位比特和冻结位比特序列的所述编码序列，其中，所述编码序列由所述发送端使用伪随机码对所述冻结位比特序列赋值后，与所述信息位比特进行极化编码得到。
优选地，解扩所述信号包括：
利用伪随机码发生器解扩所述信号。
优选地，所述获取所述伪随机码包括：
通过所述伪随机码发生器获取所述伪随机码。
为了解决上述问题，本申请提供了一种基于极化编码的低截获扩频通信装置，包括：
获取模块，用于获取待编码比特序列，所述待编码比特序列包括信息位比特和冻结位比特序列，其中，使用伪随机码对所述冻结位比特序列赋值；
编码模块，用于对所述待编码比特序对获取到的信源信息进行极化编码；
扩频模块，用于对极化编码后的信号扩频；
调制模块，用于调制极化编码后的信号；
发送模块，用于发送所述信号至接收端，以便所述接收端利用约定的所述伪随机码和冻结位赋值方式对所述信号进行译码从而提取到所述信号中的信息。
为了解决上述问题，本申请还提供另一种基于极化编码的低截获扩频通信装置，包括：
接收模块，用于接收发送端发送的调制后的信号；
解调模块，用于解调所述信号；
解扩模块，用于解扩所述信号；
译码模块，用于使用与所述发送端约定的所述伪随机码和冻结位赋值方式对所述信号进行译码，从而提取到编码序列中的信息，所述信号包括含有信息位比特和冻结位比特序列的所述编码序列，其中，所述编码序列由所述发送端使用伪随机码对所述冻结位比特序列赋值后，与所述信息位比特进行极化编码得到。
为了解决上述问题，本申请还提供另一种基于极化编码的低截获扩频通信装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述所述的基于极化编码的低截获扩频通信方法的步骤。
为了解决上述问题，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的基于极化编码的低截获扩频通信方法的步骤。
本申请所提供的一种基于极化编码的低截获扩频通信方法，在扩频通信中采用极化码信道编码方案，通过获取待编码比特序列，待编码比特序列包括信息位比特和冻结位比特序列，其中，使用伪随机码对冻结位比特序列赋值；对待编码比特序列进行极化编码，扩频并调制极化编码后的信号，发送信号至接收端，以便接收端根据约定的伪随机码和冻结位赋值方案对信号进行译码从而提取到信号中的信息。通过对极化编码前的待编码序列的冻结比特序列的伪随机化赋值，其中，该赋值方式是与接收端提前约定的，因此正确的冻结位比特序列只有合法接收端可知，使得极化编码后发送的信息被拦截后破译的可能性降低，提升了通信的可靠性和低截获性。
此外，本申请还提供了一种基于极化编码的低截获扩频通信装置及计算机可读存储介质，效果同上。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种基于极化编码的低截获扩频通信方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的隐蔽保密通信场景的示意图；
图3为本申请实施例提供的极化编码过程的示意图；
图4为本申请实施例提供的冻结位比特序列的长度小于伪随机码的长度时的赋值方法的示意图；
图5为本申请实施例提供的冻结位比特序列的长度大于伪随机码的长度时的赋值方法的示意图；
图6为本申请实施例提供的直接序列扩频通信的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的跳频扩频通信的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的另一种基于极化编码的低截获扩频通信方法的流程图；
图9为本申请实施例提供的极化译码过程的示意图；
图10为本申请实施例提供的一种基于极化编码的低截获扩频通信装置的结构示意图；
图11为本申请实施例提供的另一种基于极化编码的低截获扩频通信装置的结构示意图；
图12为本申请实施例提供的另一种基于极化编码的低截获扩频通信装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护范围。
本申请的核心是提供一种基于极化编码的低截获扩频通信方法、装置及计算机可读存储介质。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。
图1为本申请实施例提供的一种基于极化编码的低截获扩频通信方法的流程图。在本实施例中，作为一种优选的实施方式，该通信方法主要应用于对信息传输的低截获性要求高的隐蔽保密通信的场景中，该场景示意图如图2所示。基于极化编码的低截获扩频通信方法应用于发送端，如图1所示，基于极化编码的低截获扩频通信方法包括：
S10：获取待编码比特序列，待编码比特序列包括信息位比特和冻结位比特序列。
S11：对待编码比特序进行极化编码。
S12：扩频并调制极化编码后的信号。
S13：发送信号至接收端，以便接收端利用约定的伪随机码和冻结位赋值方式对信号进行译码从而提取到信号中的信息。
可以理解的是，为保证信息的高可靠传输，必然需要采用先进的差错控制技术，信道编码是无线通信技术的基础。在本实施例中，使用极化码进行信道编码。极化码是一种前向错误更正编码方式，是第一种理论上证明可达信道容量的构造性编码方案，它的编码结构规则，译码复杂度低，纠错性能优异。极化码的理论基础是信道极化，通过对多个独立的容量相同的物理信道重组与拆分，产生多个容量各不相同的虚拟合成比特信道。在此基础上，编码时利用高可靠度的合成比特信道(称为信息位)传输用户信息，而低可靠度的合成比特信道(称为冻结位)承载已知固定的比特，通常取为全零。
需要注意的是，本实施例中在获取待编码序列，可靠性估计后在比特混合时使用伪随机码对冻结位比特序列赋值，从而获得到经过加密后的待编码序列；随后再通过构造生成矩阵生成码字序列，完成极化编码，如图3所示。在整个编码过程中，编码过程主要由极化编码器来完成。可以理解的是，伪随机码是一种结构可以预先确定，可重复产生和复制，具有某种随机序列随机特性的序列码，从中选取部分伪随机码的码值为冻结位比特序列赋值，只有接收端确切的知晓冻结位的赋值情况才能够成功的译码，具有很高的安全性。需要注意的是，本实施例中，对于伪随机码对冻结比特位序列的赋值方式不做限定，根据具体的实施情况而定。此外，对于伪随机码的获取方式不做限制，可以为发送端增加一个伪随机码发生器，简称伪码发生器，以便获取伪随机码，也可以利用发送端的能够生成伪随机码的其他设备来实现，根据具体的实施情况而定。
需要注意的是，在极化编码中，由于冻结位比特序列的赋值采用的是伪随机码赋值的方式，因此在译码前，接收端需要和发送端约定好赋值冻结位比特序列的伪随机码的选取方式，才能顺利的译码并获取信息。
本实施例中，通过获取待编码比特序列，待编码比特序列包括信息位比特和冻结位比特序列，其中，使用伪随机码对冻结位比特序列赋值；通过待编码比特序对获取到的信源信息进行极化编码，调制极化编码后的信号，发送信号至接收端，以便接收端根据约定的伪随机码和冻结位赋值方式对信号进行译码从而提取到信号中的信息。通过对极化编码前的待编码序列的冻结比特序列的伪随机化赋值，其中，该赋值方式是与接收端提前约定的，因此译码方式只有接收端可知，使得极化编码后发送的信息被拦截后破译的可能性降低，提升了通信的可靠性和低截获性。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，使用伪随机码对冻结位比特序列赋值包括：
获取伪随机码；
若冻结位比特序列的长度小于伪随机码的长度，则选取伪随机码中的部分码值为冻结位比特序列赋值；
否则判断冻结位比特序列的长度是否大于伪随机码的长度；
若是，循环选取伪随机码的码值为冻结位比特序列赋值；
若否，选取伪随机码的全部码值为冻结位比特序列赋值。
在上述实施例中，对于使用伪随机码对冻结位比特序列的赋值方式不做限制，根据具体的实施情况而定。作为一种优选的实施例，在本实施例中，在使用伪随机码对冻结位比特序列赋值之前，首先获取到一段伪随机码。由于获取到的伪随机码的长度和冻结位比特序列的长度不一定相等，因此无法直接将获取到的伪随机码进行赋值。在具体实施中，获取到伪随机码后，如图4所示，冻结位比特序列的长度为FN，伪随机码的长度为PD，当冻结位比特序列的长度FN小于伪随机码的长度PD时，需要从伪随机码中选取和冻结位比特序列相等长度的伪随机码为冻结位比特序列赋值；对于此处伪随机码为冻结位比特序列赋值的码值的具体的选取方式不做限制，根据实施情况而定。
当冻结位比特序列的长度等于伪随机码的长度时，可以直接选取获取到的伪随机码的全部码值按照一定的规则或者映射方式赋值到冻结位比特序列。如图5所示，冻结位比特序列的长度为FN，伪随机码的长度为PD，当冻结位比特序列的长度FN大于伪随机码的长度PD时，此时需要循环选取伪随机码的码值为冻结位比特序列赋值。例如，当冻结位比特序列的长度为伪随机码的长度的二倍时，选取伪随机码的所有码值为冻结位比特序列赋值，随后再次将伪随机码的所有码值为冻结位比特序列的剩余元素赋值。需要注意的是，若冻结位比特序列的长度不为伪随机码的长度的整数倍，例如冻结位比特序列的长度为12，伪随机码的长度为5，当伪随机码循环一次对冻结位比特序列赋值后，冻结位比特序列剩余两位元素没有被赋值，此时需要从伪随机码中选取前两位元素的码值为冻结位比特序列剩余的元素赋值；冻结位比特序列的长度不为伪随机码的长度的整数倍的其他情况同理。以上是在赋值时对两者序列长度关系上的处理，另一方面，在赋值时，按照事先设计好的规则或者映射方式对编码过程中的冻结位逐位赋值，增强赋值的随机性，此处对赋值规则或者映射方式不做限制，根据实施情况而定。
本实施例中，通过阐述伪随机码对冻结位比特序列赋值的具体方式，以及在不同情况下赋值方式的改变，不但提升了赋值效率，更进一步的降低了信号被截获的破译成功率，提高了通信的安全性。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，扩频极化编码后的信号包括：
利用伪随机码发生器扩频极化编码后的信号。
在本实施例中，作为一种优选的实施例，通过伪随机码发生器、乘法器等实现扩频。可以理解的是，扩频信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽；频带的扩展是通过伪随机码来完成，在接收端则用同样的伪随机码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。这种通信技术同一般的通信技术相比，在发送端多了扩频的部分，在接收端多了解扩的部分。
需要注意的是，典型的扩频方式包括直接序列扩频和跳频扩频，对于具体选用何扩频方式不做限制。在对信号进行直接序列扩频时，如图6所示，通过伪随机码发生器，即伪码发生器生成的伪随机码与极化编码后的编码码字相乘进行扩频，随后经过载波调制后发射。直接序列扩频信号由于将信息信号扩展成很宽的频带，它的功率频谱密度比噪声还要低，使它能隐蔽在噪声之中，不容易被检测出来。在对信号进行跳频扩频时，如图7所示，先对极化编码后的信号进行中频调制，在发送端的伪码发生器生成伪随机码序列，简称伪码序列，控制生成跳频图案，由频率合成器产生各个跳变的载波频率；随后带通滤波后发送至信道。采用跳频扩频的方式能够使信号在许多随机选取的频率上迅速跳频，可以避开跟踪干扰或有干扰的频率点。
本实施例中，利用伪随机码发生器扩频信号，使传输信号的抗干扰性强，误码率低。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，获取伪随机码包括：
通过伪随机码发生器获取伪随机码。
作为一种优选的实施例，本实施例中，通过伪码发生器来获取伪随机码。需要注意的是，伪随机码发生器即伪码发生器，该伪随机码发生器是扩频通信系统中的产生伪随机码的伪随机码发生器。可以理解的是，该伪随机码发生器在对信号进行扩频的同时，还为冻结位比特序列的赋值提供伪随机码。如图6和图7所示，直接序列扩频和跳频扩频的扩频方式中，用于冻结位比特序列的赋值的伪随机码均由用于扩频的伪码发生器提供。
本实施例中，通过伪随机码发生器获取伪随机码，该伪随机码发生器同时用于对信号的扩频，节省了资源消耗，提高了设备的使用效率。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，选取伪随机码中的部分码值为冻结位比特序列赋值包括：
判断冻结位比特序列的长度与伪随机码序列的长度是否成整数比例；若是，则等比例选取伪随机码的码值为冻结位比特序列赋值。
上述实施例中，对于选取伪随机码中的部分码值为冻结位比特序列赋值的具体选取方式没有限制，根据具体的实施情况而定。在本实施例中，作为一种优选的实施例，提出一种选取方式为：判断冻结位比特序列的长度与伪随机码的长度是否成整数比例；若是，则等比例选取伪随机码的码值为冻结位比特序列赋值。可以理解的是，此时的冻结位比特序列的长度要小于伪随机码的长度。当伪随机码的长度恰好和冻结位比特序列的长度成整数比例时，则按照该比例，等比例选取伪随机码，此时选取的伪随机码的长度与冻结位比特序列的长度相等，可以为冻结位比特序列赋值。
需要注意的是，伪随机码的长度和冻结位比特序列的长度成整数比例的情况只占少数。当伪随机码的长度和冻结位比特序列的长度不成整数比例时，还可以通过在伪随机码中以等差的方式选取与冻结位比特序列相等的长度的元素并为后者赋值。例如，伪随机码的长度为10，冻结位比特序列的长度为4，则按照等差规律，可以从10个伪随机码长度中选取第1、4、7、10位元素的码值为冻结位比特序列赋值。此外，若使用等差的方式无法选取，则可以通过在伪随机码中以等比的方式选取与冻结位比特序列长度相等的元素并为后者赋值。例如，伪随机码的长度为27，冻结位比特序列的长度为4，则按照等比规律，可以从长度为27的伪随机码中选取第1、3、9、27位元素的码值为冻结位比特序列赋值。若伪随机码的长度和冻结位比特序列的长度的关系不满足等比选取和等差选取的方式，还可以通过随机选取的方式选取伪随机码的码值为冻结位比特序列赋值。需要注意的是，这种随机的选取方式需要与接收端提前约定，否则接收端即使知道约定的伪码序列，却无法知晓为冻结位比特序列赋值的是哪些码值，导致译码失败。
本实施例中，通过对伪随机码的长度大于冻结位比特序列的长度时的赋值方式的具体阐述，介绍了等比选取、等差选取和随机选取三种伪随机码选取方式，不但提升了赋值效率，更进一步的降低了信号被截获的破译成功率，提高了通信的安全性。
图8为本申请实施例提供的另一种基于极化编码的低截获扩频通信方法的流程图，基于极化编码的低截获扩频通信方法应用于接收端，包括：
S14：接收发送端发送的调制后的信号。
S15：解调并解扩信号。
S16：使用与发送端约定的伪随机码和冻结位赋值方式对信号进行译码。
可以理解的是，在通信过程中，接收端的作用是接收发送端发送的信息的信号，在对信号进行解调和解扩之后对其进行译码以获取信息。因此在具体实施中，需要先对接收到的信号进行解调，对于解调方式不做限制，根据具体实施方式确定。在解调和解扩后，需要对信号中的经过编码后的编码序列进行解码。需要注意的是，在本实施例中，编码序列是由发送端使用伪随机码对冻结位比特序列赋值后，与信息位比特进行极化编码后得到的；因此，在解码过程中，需要先获取伪码序列，再根据约定的伪随机码及冻结位赋值方式对信号进行译码，从而得到确定的信息位比特和冻结位比特序列，并从中获取到信息。在本实施例中，对于译码算法不做限制，可以为连续删除列表译码算法(SCL)，可以为连续删除译码算法(SC)，还可以为置信度传播译码算法(BP)，根据具体的实施情况而定。如图9所示，以SCL译码为例，由于发送端和接收端约定好极化编码的冻结位比特序列的随机化方案，接收端译码器利用本地提供的伪码序列作为冻结位比特的赋值，因此能够正常进行译码判决并获取译码结果。对于本地提供的伪码序列的具体获取方式不做限制，根据具体的实施情况而定。
本实施例中，通过接收发送端发送的调制后的信号，信号包括含有信息位比特和冻结位比特序列的编码序列，其中，编码序列由发送端使用伪随机码对冻结位比特序列赋值后，与信息位比特进行极化编码得到；解调信号以获取编码序列；使用与发送端约定的伪随机码进行译码，从而提取到编码序列中的信源信息。通过与发送端提前约定对极化编码前冻结比特序列的伪随机化赋值方式，使译码方式只有合作接收端可知，使得信息被拦截后破译的可能性降低，提升了通信的可靠性和低截获性。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，解扩信号包括：利用伪随机码发生器解扩信号。
在上述实施例可知，对于信号的调制方式不做限制，且在发送端对信号进行了扩频。因此作为一种优选的实施例，在本实施例中，通过伪随机码发生器解扩信号。解扩是扩展频谱通信技术的一部分，是指在接收端收到的宽带射频信号，变频至中频，然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩，恢复成原始信息输出的过程。因此相比于在发送端的扩频过程，接收端的解扩过程也需要伪随机码发生器。通过上述实施例可知，扩频方式包括直接序列扩频和跳频扩频，那么对应的，直接序列扩频对应的解扩过程如图6所示，在对接收端收到的信号进行混频后，直接使用相同的扩频码序列对扩展的信号频谱进行解扩，在将其进行滤波后输入至极化译码器。这里的相同的扩频码序列是指与发送端对信号进行扩频时用到的扩频码序列。而对于跳频扩频对应的解扩过程如图7所示，在对接收端收到的信号进行滤波后，伪码发生器生成跳变图案解扩，后对信号进行带通滤波和解调，再输入至极化译码器进行译码。
本实施例中，通过使用伪随机码发生器解扩信号，与发送端的扩频方式对应，使信号的抗干扰性强，误码率低。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，获取伪随机码包括：
通过伪随机码发生器获取伪随机码。
在上述实施例中，对于伪随机码的获取方式不做限制，根据具体的实施情况而定。作为一种优选的实施例，本实施例中，通过接收端本地的伪码发生器获取伪随机码。需要注意的是，伪随机码发生器即伪码发生器，该伪随机码发生器是接收端对信号解扩中的产生伪随机码的伪随机码发生器。可以理解的是，该伪随机码发生器在对信号进行解扩的同时，还为冻结位比特序列的赋值提供伪随机码。如图6和图7所示，直接序列扩频和跳频扩频的解扩方式中，用于冻结位比特序列的赋值的伪随机码均由用于解扩的伪码发生器提供。
本实施例中，通过伪随机码发生器获取伪随机码，该伪随机码发生器同时用于对信号的解扩，节省了资源消耗，提高了设备的使用效率。
在上述实施例中，对于通信方法进行了详细描述，本申请还提供通信装置对应的实施例。需要说明的是，本申请从两个角度对装置部分的实施例进行描述，一种是基于功能模块的角度，另一种是基于硬件结构的角度。
图10为本申请实施例提供的一种基于极化编码的低截获扩频通信装置的结构示意图，如图10所示，基于极化编码的低截获扩频通信装置包括：
获取模块10，用于获取待编码比特序列，待编码比特序列包括信息位比特和冻结位比特序列，其中，使用伪随机码对冻结位比特序列赋值。
编码模块11，用于对待编码比特序列进行极化编码。
扩频模块12，用于对极化编码后的信号扩频。
调制模块13，用于调制极化编码后的信号。
发送模块14，用于发送信号至接收端，以便接收端根据约定的伪随机码和冻结位赋值方式对信号进行译码从而提取到信号中的信息。
由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
图11为本申请实施例提供的另一种基于极化编码的低截获扩频通信装置的结构示意图，如图11所示，基于极化编码的低截获扩频通信装置包括：
接收模块15，用于接收发送端发送的调制后的信号。
解调模块16，用于解调信号。
解扩模块17，用于解扩所述信号。
译码模块18，用于使用与发送端约定的伪随机码和冻结位赋值方式对信号进行译码，从而提取到编码序列中的信息，信号包括含有信息位比特和冻结位比特序列的编码序列，其中，编码序列由发送端使用伪随机码对冻结位比特序列赋值后，与信息位比特进行极化编码得到。
由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
图12为本申请实施例提供的另一种基于极化编码的低截获扩频通信装置的结构图，如图12所示，基于极化编码的低截获扩频通信装置包括：
存储器20，用于存储计算机程序。
处理器21，用于执行计算机程序时实现如上述实施例中所提到的通信方法的步骤。
本实施例提供的通信装置可以包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑等。
其中，处理器21可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器21可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器21也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器21可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器21还可以包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器20可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器20还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器20至少用于存储以下计算机程序201，其中，该计算机程序被处理器21加载并执行之后，能够实现前述任一实施例公开的通信方法的相关步骤。另外，存储器20所存储的资源还可以包括操作系统202和数据203等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统202可以包括Windows、Unix、Linux等。数据203可以包括但不限于基于极化编码的低截获扩频通信方法涉及到的数据。
在一些实施例中，通信装置还可包括有显示屏22、输入输出接口23、通信接口24、电源25以及通信总线26。
本领域技术人员可以理解，图12中示出的结构并不构成对基于极化编码的低截获扩频通信装置的限定，可以包括比图示更多或更少的组件。
最后，本申请还提供一种计算机可读存储介质对应的实施例。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述方法实施例(可以是发送端侧对应的方法、也可以是接收端侧对应的方法，还可以是发送端侧和接收端侧对应的方法)中记载的步骤。
可以理解的是，如果上述实施例中的方法以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上对本申请所提供的一种基于极化编码的低截获扩频通信方法，装置及计算机可读存储介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意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、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (9)
1.一种基于极化编码的低截获扩频通信方法，其特征在于，应用于发射端，所述方法包括：
获取待编码比特序列，所述待编码比特序列包括信息位比特和冻结位比特序列，其中，使用伪随机码对所述冻结位比特序列赋值；
对所述待编码比特序列进行极化编码；
扩频并调制极化编码后的信号；
发送所述信号至接收端，以便所述接收端利用约定的所述伪随机码和冻结位赋值方式对所述信号进行译码从而提取到所述信号中的信息；
其中，扩频所述极化编码后的信号包括：
利用伪随机码发生器扩频所述极化编码后的信号；
所述使用伪随机码对所述冻结位比特序列赋值包括：
获取所述伪随机码；
若所述冻结位比特序列的长度小于所述伪随机码的长度，则选取所述伪随机码中的部分码值为所述冻结位比特序列赋值；
否则判断所述冻结位比特序列的长度是否大于所述伪随机码的长度；
若是，循环选取所述伪随机码的码值为所述冻结位比特序列赋值；
若否，选取所述伪随机码的全部码值为所述冻结位比特序列赋值。
2.根据权利要求1所述的基于极化编码的低截获扩频通信方法，其特征在于，所述获取所述伪随机码包括：
通过所述伪随机码发生器获取所述伪随机码。
3.根据权利要求1所述的基于极化编码的低截获扩频通信方法，其特征在于，所述选取所述伪随机码中的部分码值为所述冻结位比特序列赋值包括：
判断所述冻结位比特序列的长度与所述伪随机码的长度是否成整数比例；
若是，则等比例选取所述伪随机码的码值为所述冻结位比特序列赋值。
4.一种基于极化编码的低截获扩频通信方法，其特征在于，应用于接收端，所述方法包括：
接收发送端发送的调制后的信号；
解调并解扩所述信号；
使用与所述发送端约定的伪随机码和冻结位赋值方式对所述信号进行译码，从而提取到编码序列中的信息，所述信号包括含有信息位比特和冻结位比特序列的所述编码序列，其中，所述编码序列由所述发送端使用伪随机码对所述冻结位比特序列赋值后，与所述信息位比特进行极化编码得到；
其中，解扩所述信号包括：
利用伪随机码发生器解扩所述信号；
使用伪随机码对所述冻结位比特序列赋值包括：
获取所述伪随机码；
若所述冻结位比特序列的长度小于所述伪随机码的长度，则选取所述伪随机码中的部分码值为所述冻结位比特序列赋值；
否则判断所述冻结位比特序列的长度是否大于所述伪随机码的长度；
若是，循环选取所述伪随机码的码值为所述冻结位比特序列赋值；
若否，选取所述伪随机码的全部码值为所述冻结位比特序列赋值。
5.根据权利要求4所述的基于极化编码的低截获扩频通信方法，其特征在于，所述获取所述伪随机码包括：
通过所述伪随机码发生器获取所述伪随机码。
6.一种基于极化编码的低截获扩频通信装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取待编码比特序列，所述待编码比特序列包括信息位比特和冻结位比特序列，其中，使用伪随机码对所述冻结位比特序列赋值；
编码模块，用于对所述待编码比特序列进行极化编码；
扩频模块，用于对极化编码后的信号扩频；
调制模块，用于调制极化编码后的信号；
发送模块，用于发送所述信号至接收端，以便所述接收端利用约定的所述伪随机码和冻结位赋值方式对所述信号进行译码从而提取到所述信号中的信息；
其中，扩频所述极化编码后的信号包括：
利用伪随机码发生器扩频所述极化编码后的信号；
所述使用伪随机码对所述冻结位比特序列赋值包括：
获取所述伪随机码；
若所述冻结位比特序列的长度小于所述伪随机码的长度，则选取所述伪随机码中的部分码值为所述冻结位比特序列赋值；
否则判断所述冻结位比特序列的长度是否大于所述伪随机码的长度；
若是，循环选取所述伪随机码的码值为所述冻结位比特序列赋值；
若否，选取所述伪随机码的全部码值为所述冻结位比特序列赋值。
7.一种基于极化编码的低截获扩频通信装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收发送端发送的调制后的信号；
解调模块，用于解调所述信号；
解扩模块，用于解扩所述信号；
译码模块，用于使用与所述发送端约定的伪随机码和冻结位赋值方式对所述信号进行译码，从而提取到编码序列中的信息，所述信号包括含有信息位比特和冻结位比特序列的所述编码序列，其中，所述编码序列由所述发送端使用伪随机码对所述冻结位比特序列赋值后，与所述信息位比特进行极化编码得到；
其中，解扩所述信号包括：
利用伪随机码发生器解扩所述信号；所述使用伪随机码对所述冻结位比特序列赋值包括：
获取所述伪随机码；
若所述冻结位比特序列的长度小于所述伪随机码的长度，则选取所述伪随机码中的部分码值为所述冻结位比特序列赋值；
否则判断所述冻结位比特序列的长度是否大于所述伪随机码的长度；
若是，循环选取所述伪随机码的码值为所述冻结位比特序列赋值；
若否，选取所述伪随机码的全部码值为所述冻结位比特序列赋值。
8.一种基于极化编码的低截获扩频通信装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述的基于极化编码的低截获扩频通信方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的基于极化编码的低截获扩频通信方法的步骤。
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