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【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及無線編解碼技術及自動控制領域,特別涉及一種短碼編碼結構及利用該結構的嵌合保密傳輸方法。
技術介紹
1、目前國內外無線控制設備十分普及,采用的頻段也十分豐富,民用段常見的包括315m、433m、2.4g等。遙控的編解碼方案十分成熟,帶來的好處是容易芯片集成和信息復制,從而大大降低成本。而缺點則是讀取原遙控器數據便可復制一把“鑰匙”,其潛在的風險顯而易見。一些非法人員可通過技術手段隔空獲取遙控信號,實施盜竊。為了實現無線遙控的安全保密,一些滾動碼等防復制技術也越來越多的應用,但依舊會被破解。一些采用加密算法的編解碼方案,取得了顯著效果,但編碼位數顯著加長,發送效率降低,功耗增加。因此,如何更好的實現保密傳輸,降低功耗,減少誤碼率,一直是亟待解決的問題。
2、射頻識別系統通常使用下列編碼方法中的一種:反向不歸零(nrz)編碼、曼徹斯特(manchester)編碼、單極性歸零(unipolarhz)編碼、差動雙相(dbp)編碼、米勒(miller)編碼和差動編碼。通俗的說,就是用不同的脈沖信號表示0和1。其中,反向不歸零碼由于容易產生長高電平和長低電平,如圖1所示,其效率低且容易產生誤碼及出現零電平干擾,無法提取同步信號,已較少應用。而在曼徹斯特編碼中,某位的值是由該位長度內半個位周期時電平的變化(上升/下降)來表示的,在半個位周期時的負跳變表示二進制“1”,半個位周期時的正跳變表示二進制“0″,通過半個位周期內的電平變化來判別,不會產生長高電平和長低電平,如圖2所示,曼徹斯特編碼在采用負載波的負載調制或者反向
3、并且,無線信道環境惡劣且難以預測,無線電波傳輸不僅有傳播路徑損耗,并且受到多徑效應、多普勒頻移和陰影效應等不利因素的影響,極大地影響了通信質量。信道編碼技術經歷幾十年的發展,從早期的hamming碼、bch碼、rs碼,到后來的卷積碼、級聯碼,以及今天的turbo碼和ldpc碼,所能達到的性能與shannon(香農)限的距離在不斷縮小。這些先進的信道編碼技術已經在通信領域廣泛使用。
4、rs碼即里德-所羅門碼,它是能夠糾正多個錯誤的糾錯碼,rs碼為(204,188,t=8),其中t是可抗長度字節數,對應的188符號,監督段為16字節(開銷字節段)。實際中實施(255,239,t=8)的rs編碼,即在204字節(包括同步字節)前添加51個全“0”字節,產生rs碼后丟棄前面51個空字節,形成截短的(204,188)rs碼。rs的編碼效率是:188/204。典型的應用如cd、vcd等。
5、turbo碼又稱并行級聯卷積碼,它巧妙地將卷積碼和隨機交織器結合在一起,實現了隨機編碼的思想。turbo碼采用簡單的卷積碼級聯結構和最大后驗概率迭代譯碼算法,取得了接近香農極限的糾錯譯碼性能。turbo碼的一個重要特點是它的分量碼采用遞歸系統卷積碼,這也是它性能優越的一個重要原因。turbo碼技術已廣泛應用,其許多關鍵技術已有了多種改進方案,使其性能更高,更有利于軟硬件的實現。turbo碼已被美國作為深空通信的標準,同時也被確定為第三代移動通信系統(imt-2000)的信道編碼方案之一,如3gpp的wcdma、cdma2000和中國的td-scdma均采用了turbo信道編碼方案。
6、然而,這些編碼技術雖具備了先進的糾錯能力和抗干擾能力,且其先進的調制編碼技術可實現高容量、高速率通信。但是,其復雜的算法要求發送端和接收端具備高速運算能力和大數據處理性能的cpu,以減少延遲時間,而高功耗與高成本又是難以避免的。事實上,對于小型化的設備,需要進行編解碼的數據量很少,因此對于小型化的設備,如何提高編解碼效率,減少cpu開銷和降低系統功耗才是最為重要的。
7、為此,如何提供一種針對當前無線傳輸中的信息泄露,容易被反向解碼破譯問題,實現更好地保密傳輸,并降低功耗,減少誤碼率,且又滿足小型設備的低功率要求,降低cpu開銷和系統功耗成本的短碼編碼結構及利用該結構的嵌合保密傳輸方法是本領域技術人員亟需解決的問題。
技術實現思路
1、有鑒于此,本專利技術提出了一種短碼編碼結構及利用該結構的嵌合保密傳輸方法。
2、為了實現上述目的,本專利技術采用如下技術方案:
3、一種短碼編碼結構,包括:
4、以預設數量個等寬高低電平脈沖作為起始段,連接2ms-8ms的寬高電平脈沖,寬高電平脈沖后依次連接識別碼、地址碼、數據碼以及校檢碼;
5、對于“0”、“1”信號的判別,具體為:
6、識別碼、地址碼、數據碼以及校檢碼將1高n低約定為信號“0”,將n高1低約定為信號“1”,其他情況均認定為非有效數據;
7、其中,1高n低的高電平占空比為1/n+1;n高1低的高電平占空比為n/n+1;
8、其中,n的取值,如下:
9、當碼長要求高于預設閾值時,n=2,當碼長要求低于預設閾值時,n>2,且n為整數。
10、可選的,對于“0”、“1”信號的判別,還包括一種可變占空比技術,如下::
11、識別碼采用n=a,具體為:識別碼將1高a低約定為信號“0”,a高1低約定為信號“1”;
12、地址碼、數據碼以及校檢碼采用n=b,具體為:地址碼、數據碼以及校檢碼將1高b低約定為信號“0”,b高1低約定為信號“1”;
13、其他情況均認定為非有效數據。
14、本專利技術還提供一種利用一種短碼編碼結構的嵌合保密傳輸方法,包括:
15、基于短碼編碼結構,通過2組以上不同的識別碼引導,將數據分割為2塊以上子碼,并通過一個或多個發射器串聯發送,接收端將獲取的數據按照約定的識別碼次序將子碼進行組合,譯碼得到傳輸后的完整數據。
16、可選的,一個或多個發射器進行子碼的串聯發送時,每段子碼間均間隔有預設時長。
17、經由上述的技術方案可知,與現有技術相比,本專利技術提出了一種短碼編碼結構及利用該結構的嵌合保密傳輸方法。本專利技術通過采用去擾碼-識別碼-地址碼-數據碼-校驗碼的短碼編碼方式,并基于此進行數據的嵌合保密傳輸,實現了更好地保密傳輸,并降低了功耗,減少了誤碼率,且滿足小型設備的低功率要求,降低了cpu開銷和系統功耗成本。
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1.一種短碼編碼結構,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的一種短碼編碼結構,其特征在于,對于“0”、“1”信號的判別,還包括一種可變占空比技術,如下::
3.一種利用權利要求1-2任一所述的一種短碼編碼結構的嵌合保密傳輸方法,其特征在于,包括:
4.根據權利要求3所述的一種嵌合保密傳輸方法,其特征在于,所述一個或多個發射器進行子碼的串聯發送時,每段子碼間均間隔有預設時長。
【技術特征摘要】
1.一種短碼編碼結構,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的一種短碼編碼結構,其特征在于,對于“0”、“1”信號的判別,還包括一種可變占空比技術,如下::
3.一種利用權利要求1-...
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