[發明專利]一種基于稀疏碼多址接入的端信息擴展序列多用戶并發通信方法

有效

• 申請號: 202011602297.0
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112737654B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 石樂義;蘭茹;段鵬飛;趙東東;徐興華;任佳豪
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: H04B7/0456
• 分類號: H04B7/0456;H04L27/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于稀疏碼多址接入的端信息擴展序列多用戶并發通信方法，特征在于包含以下步驟：

(1)接入系統的用戶M將通信內容msg使用信息轉換算法轉換為二進制形式Bin_msg，其中Bin_msg表示用戶M通信內容msg的二進制形式；

(2)系統為用戶生成對應的碼本{CodeB 1，CodeB 2，……，CodeB m}，其中CodeB 1表示第1個碼本，CodeB 2表示第二個碼本，CodeBm表示第m個碼本，系統通過SCMA碼本生成器為用戶生成彼此不同的碼本，m個用戶，n個資源塊對應的映射矩陣為：；

映射矩陣用來反映每個資源塊上的用戶數以及對資源塊的利用情況，矩陣中各元素為0元素或者非零元素，每一行中非零元素代表資源塊需要承載的用戶，每一列非零元素代表用戶信息需要加載的資源塊，規定用戶每次只能傳輸2bit信息，即00、01、10或11，所以采用QAM星座旋轉法將映射矩陣按列展開到復數域上生成n行4列的矩陣作為用戶的碼本，碼本中的每一列稱為碼字，供用戶依據所傳遞2bit信息進行選擇。

(3)接入系統的用戶M通過隨機碼本選擇算法選擇唯一的用戶碼本M_CodeBi(i∈[1，m])；

(4)將(1)中生成的Bin_msg以字符為單位進行分隔，每字符再以2比特進行碼字的選擇，生成Bin_msg_CodeM，Bin_msg_CodeM表示用戶M根據二進制形式選擇的碼本中的碼字；

(5)將(4)中各用戶選擇的碼字使用端信息擴展序列加載算法加載到對應的端信息資源塊上，以此類推，直到將用戶分隔的消息全部加載完成，加入分隔標志，最終得到DstPort_ListSep作為用戶將碼字加載于端信息上的形式，具體選用源IP、源端口、目的IP和目的端口作為資源塊，將資源塊按碼字特征分為不同的類別，結合映射矩陣，將每個資源塊上承載用戶碼字全部加載完成；

(6)將(5)中生成的端信息列表DstPort_ListSep加載于套接字數據包中，從而得到端信息擴展序列{Extend_Seq1，Extend_Seq2，……，Extend_Seqm}，其中Extend_Seq1表示第1位用戶生成的端信息擴展序列，Extend_Seq2表示第2位用戶生成的端信息擴展序列，Extend_Seqm表示第m位用戶生成的端信息擴展序列，使用socket套接字發送到網絡環境中；

(7)接收端服務器不斷監聽客戶端發來的端信息擴展序列{Extend_Seq1，Extend_Seq2，……，Extend_Seqm}，提取數據包中的DstPort_ListSep并添加至解碼器中進行解碼，使用端信息擴展序列加載逆算法得到用戶M的碼字Bin_msg_CodeM，通過碼字的稀疏性進行用戶的區分；

(8)以碼字稀疏性對用戶通信內容進行識別，以字符為單位識別出字符的二進制形式，使用(1)中信息轉換逆算法，將用戶二進制數據還原為用戶的通信內容msg，具體接收端服務器維護一份用戶碼本對應列表，通過恢復碼字中的非零元素來區分用戶，接著根據用戶碼字將對應的比特記錄于Dictionary存儲，最后以字符為分隔，對應ASCII碼表還原用戶的通信內容msg。