[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

本發明涉及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。所述方法在將通信內容msg加載到端信息擴展序列之前通過稀疏編碼，從而改善端信息擴展序列傳輸效率低的問題，進而提高端信息的利用率，實現多用戶并發通信的需求。在數據調制過程中，首先使用消息轉換算法對通信內容msg進行進制轉換的預處理，再以字符為單位進行分隔，從而保證接收端解析用戶信息的準確性，接著根據用戶信息進行碼字的選擇，最后將碼字通過端信息擴展序列加載算法封裝于數據包中，使用socket套接字發送到網絡環境中。接收端提取數據包后利用碼字的稀疏性進行用戶的區分和用戶通信內容的恢復。本發明能夠使端信息擴展序列在保持本身所具有隱蔽性的同時，具有良好的傳輸性能，使得基于端信息擴展序列的通信方式更好地滿足未來通信場景中萬物互聯、海量接入的需求。

技術領域

本發明涉及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。旨在基于端信息擴展序列的通信系統中實現多用戶并發通信的目的，提高端信息資源利用率，進而實現安全、高效、快速的信息通信，屬于網絡安全技術領域。

背景技術

端信息的定義是指將數據通過端信息擴展算法進行轉換，用多項端信息(IP地址、端口、協議等)組成序列的方式來表示一條數據，各項端信息與所表示的數據本身沒有關系。發送方將通信內容通過端信息擴展算法進行轉換，隱藏于端信息擴展序列中通過網絡數據包發送至接收方，接收方通過不停監聽網絡中的數據流量并識別出可信客戶端并解析出發送方傳遞的信息。

稀疏碼多址技術是為了解決未來5G通信中頻譜資源受限，無法滿足萬物互聯、海量接入需求而設計提出的。稀疏碼多址接入技術由低密度擴頻序列(LDS,low densitysignature)序列發展而來，將星座符號調制技術與擴頻技術相結合，將用戶輸入的二進制比特直接映射為用戶碼本中的稀疏碼字，最后將各用戶的稀疏碼字疊加傳輸，接收端利用碼字的稀疏性，采用消息傳遞算法實現用戶的區分和信息的譯碼。

端信息擴展序列具有良好的隱蔽性，在保證用戶信息安全傳輸方面具有一定優勢，但在大量的研究中，往往忽略了端信息擴展序列傳輸效率低的問題。本發明采用稀疏碼多址接入技術來提高端信息擴展序列的傳輸效率，實現多用戶并發通信；使用數據調制技術將用戶碼字加載到端信息擴展序列中，來提高端信息的利用率，進而提高通信效率；使用消息分隔算法保證接收端解析用戶信息的準確性；使端信息擴展序列具有較好的傳輸性能，滿足未來通信場景中海量接入的需求。

發明內容

為了提高端信息的利用率，提高端信息擴展序列的傳輸效率，滿足多用戶并發的通信需求，本發明在將通信內容msg加載到端信息擴展序列之前通過SCMA編碼，從而提高端信息的利用率。在數據調制過程中，使用消息分隔算法對通信內容msg進行預處理，從而保證接收端解析用戶信息的準確性，使得端信息擴展序列具有良好的傳輸性能，滿足未來通信場景中萬物互聯、海量接入的需求。其特征在于如下步驟：

(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CodeB1表示第1個碼本，CodeB 2表示第二個碼本，CodeBm表示第m個碼本；

(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；