[发明专利]一种无碰撞区跳频序列集的构造方法

说明书

本发明公开了一种无碰撞区跳频序列集的构造方法，解决了无碰撞区跳频序列的复杂度低、序列长度有限的问题，拓展了无碰撞区跳频序列的应用场景。本发明基于TOD信息与本地密钥构造加密基序列以提高了跳频序列的复杂度等统计特性，然后将基序列进行扩展为正交跳频序列族，通过周期性叠加值和频率映射构造无碰撞区跳频序列集。该生成方法即保留了加密序列的高安全性，又实现了序列的无碰撞构造，因而具有良好的综合性能。在此基础上，通过TOD信息定时更新系统的跳频图案构造方法，调整频率分配策略，可以提高跳频序列的安全性和隐蔽性，增强通信系统的抗频率瞄准干扰、抗频率跟踪干扰、抗多径干扰能力。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种具有高安全性的无碰撞区跳频序列集的构造方法。

背景技术

在跳频通信系统中，跳频序列分析与设计是跳频扩频通信系统的核心技术。设计性能优良的跳频序列，要求序列具有良好的汉明相关特性与均匀性、随机性、复杂度等统计特性。使用无碰撞区跳频序列的跳频通信系统，能够允许用户间存在一定的同步时延，在时延范围内能够消除多用户多址干扰的影响，因而具有广泛的应用场景。

非周期汉明相关的定义为：在频隙集F＝{f₁,f₂,…,f_q}上构造跳频序列集S，S包含M条长度为L的序列。对于任意的f_i,f_j∈F，有汉明(Hamming)相关函数

对于x＝(x₀,x₁,…,x_N-1),y＝(y₀,y₁,…,y_N-1)∈S，非周期汉明相关：

其中k+τ是按照mod(L)运算，并且只考虑正时延。

无碰撞区定义：

Z＝min{Z_a,Z_c},

非周期汉明相关的理论界(Liu-Hong-Zeng-Zhou界)为：若S是F＝{f₁,f₂,…,f_q}上的无碰撞区跳频序列集，则无碰撞区Z必满足

目前，已有关于最佳汉明相关的无碰撞区跳频序列集的构造，但是这些方法或构造简单，或周期长度有限，因而限制了无碰撞区跳频序列实际应用。跳频序列具有良好的均匀性、随机性、复杂度等统计特性能够有效提升通信系统在复杂干扰和恶意攻击中的顽存性。目前，关于无碰撞区跳频序列的构造方法大都是基于矩阵或序列的全排列，忽略了统计特性，安全性较差。

发明内容

本发明旨在解决无碰撞区跳频序列的复杂度低、序列长度有限的问题，拓展无碰撞区跳频序列的应用场景。为了解决该问题，本发明针对现有无碰撞区跳频序列构造的不足，提出了一种基于系统实时时间(TOD)信息与本地密钥的实时构造方法，提高了跳频序列的复杂度等统计特性。在此基础上，通过TOD信息定时更新系统的跳频图案构造方法，调整频率分配策略，提高跳频序列的安全性和隐蔽性。

本发明采用的技术方案如下：

一种无碰撞区跳频序列集的构造方法，包括以下步骤：

步骤1：使用本地密钥对系统实时时间TOD信息进行异或运算后，再将二进制转为多进制，生成多值的经过加密的基序列S＝(s₁,s₂,…,s_L-1)；