CN115102670A - 一种应用于宽带自组网室内基带处理单元的数据传输装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无线自组网通信技术领域，且公开了一种应用于宽带自组网室内基带处理单元的数据传输装置，包括：用于传输上行宽带数字信号或下行基带数字信号的无线发射/接收模块，用于对上行频带信号进行编码操作或对下行频带信号进行译码操作的指令编码/译码模块；无线发射/接收模块把接收到的室内基带处理单元的上行基带数字信号变换成k个频带信号、把链路容量分解成k个信道、把k个频带信号以总传输编码组的形式进行宽带传输，并且接收宽带信号、把译码操作完成的k个频带信号变换成下行基带数字信号传输给室内基带处理单元；本发明显著增强了无线自组网络中各个移动节点在相互通信时的抗截获能力。

Description

一种应用于宽带自组网室内基带处理单元的数据传输装置
技术领域
本发明涉及无线自组网通信技术领域，具体为一种应用于宽带自组网室内基带处理单元的数据传输装置。
背景技术
无线自组织网是由一组带有无线收发装置的移动节点组成的一种无线移动通信网络，它不依赖于预设的基础设施而临时组建，网络中移动的节点利用自身的无线收发设备交换信息，当相互之间不在彼此的通信范围内，可以借助其他中间节点中继来实现多跳通信。将移动自组织网与3G网络使用的分布式基站架构（室内基带处理单元）相结合，具有增加网络覆盖、提高系统吞吐量，改善网络性能的优点，但是对无线通信频段的干扰和截获使得这一技术受到了很大的制约。
扩频通信，又称为扩展频谱通信，是以香农信息论为基本理论依据发展而来的现代通信体制，将传输信息的基带信号频谱扩展到更宽的频带上进行传输，通过伪随机码对待传输信息进行调制，实现频谱地扩展；接收端再利用相应的技术将已扩展的频谱压缩后，从而达到了信息传输的目的，同时保证了可靠地通信。
跳频通信，作为扩频通信方式中的重要类型之一，是指收发双方的载波频率由伪随机码序列去控制载波振荡器产生的，使载波随伪随机码的变化而变化。从时域和频域两方面来观测跳频信号，在时域中，跳频信号是一个多载波频移键控信号；在频域中，跳频信号是一个在频带上非等间隔按照一定规律跳变的信号。
因此，只要敌方不知道信号的跳变规律，通信内容就很难被截获，即使部分频段被敌方干扰，仍旧可以在未被干扰的频段上通信。
当然跳频技术也有它的缺点，强大的抗干扰能力带来的副作用就是设备的昂贵复杂。并且随着对于跳频系统了解的不断深入，对于系统的干扰和截获手段也在不断的增加，这给信息的安全又带来了很大的威胁。
发明内容
（一）解决的技术问题
本发明提供一种应用于宽带自组网室内基带处理单元的数据传输装置，旨在改善无线自组网络中的各个移动节点在相互通信时的抗截获能力。
（二）技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种应用于宽带自组网室内基带处理单元的数据传输装置，所述数据传输装置包括：用于传输上行宽带数字信号或下行基带数字信号的无线发射/接收模块，用于对上行频带信号进行编码操作或对下行频带信号进行译码操作的指令编码/译码模块；
无线发射/接收模块把接收到的室内基带处理单元的上行基带数字信号变换成k个频带信号、把链路容量分解成k个信道、把指令编码/译码模块编码完成之后的k个频带信号以总传输编码组的形式进行宽带传输，并且接收宽带信号、把指令编码/译码模块译码操作完成的k个频带信号变换成下行基带数字信号传输给室内基带处理单元。
优选的，所述指令编码/译码模块将频带信号编码成总传输编码组传输给无线发射/接收模块。
优选的，所述指令编码/译码模块对上行基带数字信号进行编码操作的具体步骤如下：
步骤S1，指令编码/译码模块根据接收方的标识编码计算其编码序列和译码序列;
步骤S2，指令编码/译码模块为k个频带信号各自生成一个不同的编码号，并且计算各自的编码组、以及频带信号的总编码组；
步骤S3，指令编码/译码模块计算k个频带信号各自的传输编码组、以及频带信号的总传输编码组。
优选的，所述指令编码/译码模块根据频带信号的总传输编码组、以及自身的移动节点的编码序列和译码序列，计算传输编码组和频带信号。
（三）有益的技术效果
与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：
本发明：把接收到的室内基带处理单元的上行基带数字信号变换成k个频带信号、把链路容量分解成k个信道、把指令编码/译码模块编码完成之后的k个频带信号以总传输编码组的形式进行宽带传输，宽带传输即便被无线自组网络之外的第三方截获，由于其无法截获根本不在信道中传输的宽带自组网络的译码序列和移动节点的编码序列和译码序列，所以根本无法译码获得频带信号，而无线自组网络内的各个移动节点由于内置了编码/译码程序，所以能够正常译码获得频带信号，从而取得了有效改善无线自组网络中各个移动节点在相互通信时抗截获能力的有益技术效果。
具体实施方式
一种应用于宽带自组网室内基带处理单元的数据传输装置，该数据传输装置安装在宽带自组网络中的移动节点上、其直接与移动节点的室内基带处理单元进行连接；
上述数据传输装置包括：用于传输上行宽带数字信号或下行基带数字信号的无线发射/接收模块，该无线发射/接收模块直接与室内基带处理单元进行连接、并向室内基带处理单元传输下行基带数字信号，无线发射/接收模块与宽带自组网络中的其他移动节点的无线发射/接收模块通过无线信道连接、并向其他的无线发射/接收模块传输上行宽带数字信号；
上述数据传输装置还包括：用于对上行频带信号进行编码操作或对下行频带信号进行译码操作的指令编码/译码模块；
其中，指令编码/译码模块内置有下述程序：
两个素数S1和S2，其满足S2|S1-1，并且存在S2阶生成元gЄZS1；
设定一个宽带自组网络中存在n个移动节点，该n个移动节点的集合为N={N1,N2,…,Ni,…,Nn}，其中的任一移动节点Ni的标识编码为ICi，宽带自组网络的编码序列为FNЄZS2 *，宽带自组网络的译码序列为TN=gFNmodS1；
宽带自组网络中任一移动节点Ni的编码序列为Fi=f(ICi)modS2，宽带自组网络中任一移动节点Ni的译码序列为 =gFimodS1;
其中，f(IC)=FN+a1F+a2F2+…+ak-1Fk-1modS2;
aiЄZS2 *(i=1,2,…,k-1)；
k≤n；
当宽带自组网络中的一个移动节点向一个移动节点发射指令信号时，数据传输装置执行下述操作：
发送端的无线发射/接收模块将接收到的来自于室内基带处理单元的上行基带数字信号变换成k个频带信号、并且将链路容量分解成k个信道；
发送端的指令编码/译码模块对k个频带信号进行编码操作；
发送端的无线发射/接收模块将编码完成之后的k个频带信号通过不同的信道以总传输编码组的形式进行宽带传输；
接收端的无线发射/接收模块接收来自于发送端的宽带信号，通过指令编码/译码模块对宽带信号进行译码操作之后变换成下行基带数字信号、并传输给室内基带处理单元；
下述具体举例说明：
当宽带自组网络中的一个移动节点NA向一个移动节点NB发射指令信号MA-B时，移动节点NA的数据传输装置执行下述操作：
其中，移动节点NA的指令编码/译码模块对上行基带数字信号进行编码操作的具体步骤如下：
步骤S1，移动节点NA的指令编码/译码模块根据其标识编码ICA计算其编码序列FAЄZS2 *，译码序列TA=gFAmodS1；
根据移动节点NB的标识编码ICB计算其编码序列FB=f(ICB)modS2，译码序列TB=gFBmodS1;
步骤S2，移动节点NA的指令编码/译码模块为k个频带信号各自生成一个不同的编码号为QiЄZS2 *，并且计算各自的编码组(Ki1,Ki2)、以及频带信号的总编码组(K1,K2)，其计算结果如下：
Ki1=gQimodS1；
Ki2=TB -QimodS1；
K1=(K11*K21*…*Kk1)modS1；
K2=(K12*K22*…*Kk2)modS1；
i=1,2,…,k；
步骤S3，移动节点NA的指令编码/译码模块计算k个频带信号各自的传输编码组(G,hi)、以及MA-B-i的总传输编码组(G,H)，其计算结果如下：
G=(MA-B-i)K1(TB -K2)modS1；
hi=Qi-GFimodS2；
H=(h1+h2+…+hk)modS2；
i=1,2,…,k；
MA-B-i为指令信号MA-B变换成k个频带信号之后的第i个频带信号；
步骤S4，移动节点NA的指令编码/译码模块将MA-B-i的总传输编码组(G,H)传输给无线发射/接收模块；
移动节点NB的指令编码/译码模块对接收到的下行宽带数字信号进行译码操作的具体步骤如下：
移动节点NB的指令编码/译码模块根据接收到的MA-B-i的总传输编码组(G,H)、以及移动节点NB的编码序列FB和译码序列TB，计算传输编码组(K'1,K'2)和M'A-B-i，其计算结果如下：
K'1=gH(TN G)modS1；
K'2=(K'1)-FBmodS1；
M'A-B-i=G(K'1)-1(TB)K'2modS1；
其中，如果无线自组网络之外的第三方截获了总传输编码组(G,H)，其不能够获取到传输编码组(K'1,K'2)，因为第三方截获者无法截获根本不在信道中传输的宽带自组网络的译码序列TN和移动节点NB的编码序列FB，由于移动节点NB的译码序列TB也不在信道中传输，所以第三方截获者几乎是不存在成功获取M'A-B-i的可能性。

Claims (4)

1.一种应用于宽带自组网室内基带处理单元的数据传输装置，其特征在于，所述数据传输装置包括：用于传输上行宽带数字信号或下行基带数字信号的无线发射/接收模块，用于对上行频带信号进行编码操作或对下行频带信号进行译码操作的指令编码/译码模块；
无线发射/接收模块把接收到的室内基带处理单元的上行基带数字信号变换成k个频带信号、把链路容量分解成k个信道、把指令编码/译码模块编码完成之后的k个频带信号以总传输编码组的形式进行宽带传输，并且接收宽带信号、把指令编码/译码模块译码操作完成的k个频带信号变换成下行基带数字信号传输给室内基带处理单元。
2.根据权利要求1所述的一种应用于宽带自组网室内基带处理单元的数据传输装置，其特征在于，所述指令编码/译码模块将频带信号编码成总传输编码组传输给无线发射/接收模块。
3.根据权利要求1所述的一种应用于宽带自组网室内基带处理单元的数据传输装置，其特征在于，所述指令编码/译码模块对上行基带数字信号进行编码操作的具体步骤如下：
步骤S1，指令编码/译码模块根据接收方的标识编码计算其编码序列和译码序列;
步骤S2，指令编码/译码模块为k个频带信号各自生成一个不同的编码号，并且计算各自的编码组、以及频带信号的总编码组；
步骤S3，指令编码/译码模块计算k个频带信号各自的传输编码组、以及频带信号的总传输编码组。
4.根据权利要求1所述的一种应用于宽带自组网室内基带处理单元的数据传输装置，其特征在于，所述指令编码/译码模块根据频带信号的总传输编码组、以及自身的移动节点的编码序列和译码序列，计算传输编码组和频带信号。
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