[发明专利]混沌直接序列扩频信号的发射与接收装置

说明书

技术领域

本发明涉及电子信息技术领域，特别涉及一种混沌直接序列扩频信号的发射装置与混沌直接序列扩频信号的接收装置。

背景技术

混沌现象是非线性动力系统中出现的确定性的、类随机的过程，这种过程是非周期的、不收敛、有界、且对初始条件极端敏感。混沌信号的非周期性、宽带频谱、类噪声、对初始值极端敏感和长期不可预测的特性，使得它具有天然的隐蔽性和保密性，同时混沌系统本身又是确定性的，由非线性系统的结构、参数和初始值完全确定，因此可以方便的复制，易于实现。混沌信号的隐蔽性、易于实现的特性，使得它在通信领域有广泛的应用，尤其适合于保密通信。近年来，将混沌理论应用于保密通信已经成为非线性动力学和信息科学界的一个研究热点。

混沌直接序列扩频是实现混沌通信的一种方式之一，在这种通信方式中，二进制的信息序列直接与混沌载波相乘，实现扩频加密。然而，目前针对混沌直接序列扩频通信的研究还主要集中在理论阶段，很少有实际的硬件平台实现或工程应用。首先传统的硬件电路实现混沌通信系统的结构多是模拟系统，电路参数精度要求高，不易实现。其次，目前国际上对于混沌直接序列扩频通信解调方法的研究基本上没有考虑信道的影响，而在实际应用中，信道上的加性噪声是不可避免的。第三，目前国际上针对混沌直接序列扩频通信的研究，通常是基于有方合作通信的条件下的，即假设在接收端已知发送的混沌系统结构，包括混沌映射的方程和初值等参数。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种可以产生十种不同混沌信号的混度直接序列扩频信号的发射装置。

本发明的另一目的在于提出一种对混沌系统结构、参数和初值完全未知的混沌信号的盲解调的混沌直接序列扩频信号的接收装置。

为了实现上述目的，本发明一方面的实施例提出一种混沌直接序列扩频信号的发射装置，包括：混沌发生器组，所述混沌发生器组用于生成混沌信号；信息码产生器，所述信息码产生器用于生成二进制信息码；和第一选通器，所述第一选通器用于根据所述混沌信号对所述二进制信息码扩频加密以生成第一扩频信号。

根据本发明实施例的混沌直接序列扩频信号的发射装置，第一选通器控制混沌发生器组在每个时钟周期产生的不同混沌信号对相应时钟周期信息码产生器所产生的二进制信息码进行相乘，以实现对上述信息码的扩频加密，由此得到第一混沌直接序列扩频信号。由于本发明硬件系统基于FPGA，可操作性高，通过数字电路得到的系统稳定性高，而且实现简单。

在本发明的一个实施例中，所述第一选通器用于判断所述二进制信息码在当前时钟周期的二进制位为1或者0，并在所述二进制信息码当前时钟周期的二进制位为1时，控制所述当前时钟周期的混沌信号与所述当前时钟周期的二进制位相乘以形成第一扩频信号，以及在所述二进制信息码当前时钟周期的二进制位为0时，控制所述当前时钟周期的混沌信号取反以形成第一扩频信号。

在本发明的一个实施例中，所述混沌直接序列扩频信号的发射装置还包括高斯噪声产生器，所述高斯噪声产生器用于产生高斯噪声；多径衰落模块，所述多径衰落模块用于对所述第一扩频信号进行多径传输以形成第二扩频信号；加法器，所述加法器用于控制所述高斯噪声和所述第二扩频信号相加以得到第三扩频信号；和第二选通器，所述第二选通器用于接收所述第一扩频信号和所述第三扩频信号并控制所述第一扩频信号和所述第三扩频信号的输出。

根据本发明一个实施例的混沌直接序列扩频信号的发射装置，通过高斯噪声产生器产生对上述第一扩频信号增加噪声，并且根据多径衰落模块对第一扩频信号模拟多径衰落传输，使第一扩频信号具有加性噪声且收到多径衰落的影响，因此，得到的第三扩频信号更加仿真，具有实际应用的意义。

在本发明的一个实施例中，所述混沌发生器组包括分别与所述第一选通器相连的第一至第十混沌发生器，所述第一至第十混沌发生器分别对应于不同的混沌映射以产生不同的混沌信号。

在本发明的一个实施例中，所述混沌直接序列扩频信号的发射装置还包括第一按键脉冲捕捉器，当所述第一按键脉冲捕捉器被第一至第十次触发时，依次选择所述第一至第十混沌发生器。

在本发明的一个实施例中，所述混沌直接序列扩频信号的发射装置还包括第二按键脉冲捕捉器，当所述第二按键脉冲捕捉器被触发时，控制所述高斯噪声产生器产生不同信噪比的高斯噪声。

在本发明的一个实施例中，产生所述信噪比为8dB或信道无噪声。

在本发明的一个实施例中，所述混沌信号为32位。

在本发明的一个实施例中，所述混沌直接序列扩频信号的发射装置设置在XtremeDSP开发板上。