[发明专利]一种有限带宽条件下混沌通信解码方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种在信道带宽有限条件下的混沌通信解码方法，具体涉及一种找回由信道滤波作用导致的丢失码元的方法和一种确定码元极性的方法。

背景技术

混沌是确定性系统表现出的类随机行为，具有宽频谱，对初值敏感等特性，这些特性适合于通信应用，因此自从1990年人们证明混沌能够被控制和同步之后，利用混沌进行通信应用的研究在不断深入。2005年《Nature》报道了在欧洲进行的混沌光纤通信获得了比现有方法更高的通信速率，这标志着混沌通信从理论研究开始走向工程应用研究。实际的通信信道可能对其中传输的信号产生影响，这些影响包括滤波作用、多普勒效应、多径干扰等方面，如何考虑这些作用的影响是将混沌应用于实际必须要解决的问题。1993年，Hayes等提出利用混沌符号序列进行通信的方法，该方法具有宽频谱的特点，2003年，Zhu等研究发现当信道具有滤波作用时，会对接收信号码元极性的判断产生不利影响，并利用信息墒进行码元极性判断，降低了误码率。发明人研究发现当信道带宽进一步降低时，采用混沌符号序列进行通信的方法将出现接收信号码元个数小于发送信号码元个数的现象，这样会使得接收信号无法与发送信号一一对应，从而出现通信失败的问题。针对这一现象，本发明给出了一种寻找丢失码元的方法，从而避免了通信失败的问题，并利用三维特征进行码元极性判断，获得了更低的误码率。

发明内容

本发明的目的在于针对利用混沌符号序列进行数字通信的解码问题，提供一种找回由信道滤波作用导致的丢失码元的方法，解决了通信失败的问题；同时提供了一种基于三维信息的码元极性判断方法，降低了误码率。

本发明所采用的技术方案是，一种有限带宽条件下混沌通信解码方法，按照以下步骤进行：

步骤1、获取接收信息时间序列的极小值序列：

设接收时间序列为{x_r(k),k=1,2,3,…}，其中，x_r(k)表示kT时刻对接收信号x_r(t)的采样值，x_r(t)为接收信号，T为采样时间；

如果同时满足x_r(k)≤x_r(k-1),x_r(k)≤x_r(k+1)，则将该时刻采样值x_r(k)记为x_L(j)，表示接收序列的一个局部极小值，该极小值点也称为码元；

随着k的增加，将得到一系列{x_L(j),j＝1,2,3,...}，该序列即为接收信号的极小值序列；

步骤2、计算相邻码元对应的时间间隔，确定两个相邻码元间是否存在丢失码元：

设x_L(j)＝x_r(k)，x_L(j+1)＝x_r(k+m)，则第j个码元与第j+1个码元之间的时间间隔T_itvl(j)＝mT，m为整数，表示两个连续码元之间间隔的采样周期数；

定义所有码元平均间隔时间为其中N为总码元间隔数；如果T_itvl(j)>δATIδ为大于1的常数，则认为在码元x_L(j)和码元x_L(j+1)之间存在丢失码元，此时，x_L(j)和x_L(j+1)为不连续码元；如果T_itvl(j)<δATI，则认为在码元x_L(j)和码元x_L(j+1)为连续码元；

步骤3、在接收码元序列中添加未知丢失码元，获得含有未知码元的期望接收码元序列

xL+(j+offset)=xL(j),]]>

其中，offset为截止j时刻确定的已经丢失的码元个数，其初值为零，对接收到的码元序列进行重新排序；