[发明专利]一种基于变换域的咬尾Turbo编译码通信方法

说明书

本发明提供了一种基于变换域的咬尾Turbo编译码通信方法，对目标用户的符号信息进行咬尾Turbo编码，得到数据块，生成一个变换域集，同步生成相同的伪随机码，完成有限次域的变换，在目标发射端，根据完成调制后，将调制完成后的信号送入信道中传输，接收端将接受到的信号按照伪随机码的逆序依次执行逆变换域集中相对应的逆变换，完成解调过程，经最大后验概率检测与解调得到符号序列，进行咬尾译码操作获得对发送端可靠的估计结果。本发明通过收发端的伪随机码控制域之间的变换顺序，实现时变，高移动，低截获通信；基于咬尾Turbo编译码技术，利用咬尾的性质，能够突破码长的限制完成数据信息的可靠传输。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其是利用差错控制编码技术——咬尾Turbo编译码技术，适用于利用变换域结合咬尾Turbo编译码进行无线安全通信。

背景技术

正交时频扩展(OTFS)技术是一种二维拓展方式，由离散辛傅里叶变换和多载波复用系统共同构成，发送端首先将时间-频率域变换到时延-多普勒域，并在时延-多普勒域进行调制，最后再将时延-多普勒域中的调制符号映射到时间-频率域中进行发射。OTFS可以看作是一种在OFDM上的改进技术，它通过将传统的时间-频率域转换到时延-多普勒域，从而提升在高动态的条件下的传输性能。

早期的信道编码技术，由于其距离香农限还有很大距离，并且只有在码长很长的条件下才能获得较好的性能，因此在实际的通信系统中无法绝对保证通信的可靠性。为了实现无线高质量通信，需要找到一种信道编码技术，一方面可以获得与香农限足够接近的距离，另一方面，能够突破码长的限制完成数据信息的可靠传输。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于变换域的咬尾Turbo编译码通信方法，保证更高质量的物理层无线安全通信。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

步骤1：假设K个目标用户，对应输入符号消息为b_k，k＝1,2,…,K；

步骤2：对第k个目标用户所输入的符号信息b_k进行咬尾Turbo编码；

步骤3：咬尾编码输出c_k经串并转换，得到一个个数据块，每块数据包含L×R×Mbits符号消息，其中，L表示子载波个数、R表示每个子载波符号数，M为符号映射得到M-PSK阶数；

步骤4：提前生成一个变换域集，变换域集包括时频域、时延多普勒域、空域、极化域、小波变换域和分数阶傅里叶变换域，对每个域的变换进行定义；

步骤5：在目标发射端与目标接收端同步生成相同的伪随机码，控制伪随机码的长度，完成有限次域的变换；

步骤6：在目标发射端，根据生成的伪随机码选择将每个信息符号调制到变换域集中的某个域，完成调制后，将调制完成后的信号送入信道中传输；

步骤7：接收端将接受到的信号按照伪随机码的逆序依次执行逆变换域集中相对应的逆变换，完成解调过程；

步骤8：经最大后验概率(MAP)检测与M-PSK解调得到接收信号经过解调后的符号序列c′_k，对c′_k进行咬尾译码操作，获得对发送端可靠的估计结果。

所述步骤2中咬尾Turbo编码步骤如下：

步骤2.1：预编码过程：