[发明专利]基于正交频分复用技术的码复用差分混沌键控调制解调器

说明书

基于正交频分复用技术的码复用差分混沌键控调制解调器，涉及差分混沌移位键控调制解调，利用Walsh码的正交性，实现参考信号与信息承载信号在码域上正交，在时域上重叠，解决了由于信道时间选择性，造成参考信号与信息承载信号信道响应不同，传输性能差的问题；利用OFDM技术，将一帧信号的每一个码片在不同的子载波上传播，避免了由于信道频率选择性，造成的符号间干扰问题。通过在高斯(AWGN)信道和多径时变信道下的仿真表明，相比于常规DCSK，基于正交频分复用技术的码复用DCSK系统在高斯信道下和多径时变信道中具有较好的传输性能，具有抗时间选择性和频率选择性衰落的能力。

技术领域

本发明涉及差分混沌移位键控调制解调，尤其是涉及基于正交频分复用技术的码复用差分混沌键控调制解调器。

背景技术

混沌通信是利用混沌信号作为载波的一种通知技术，混沌信号的宽谱性以及其似噪声、难预测的特性，使得混沌通信具有传统扩频通信技术的优点，如抗多用户干扰、低截获率和保密性好等，在短距离无线通信网络中具有良好的应用前景，如无线个域网(WPAN：Wireless Personal Area Network)、无线局域网(WLAN:Wireless Local Area Network)等。

差分混沌移位键控系统(DCSK:Differential Chaotic Shift Keying)是以混沌信号为载波的数字调制解调技术。其原理如图1所示，调制器部分包括：混沌信号发生器、延时单元、乘法器和切换开关四个部分；解调器部分包括：延时单元、乘法器、积分器和判决电路四个部分。该调制解调技术的工作流程如下：在发射端，混沌信号发生器产生混沌载波信号分成两路，第一路混沌载波信号通过切换开关直接进入信道作为参考信号，第二路混沌载波信号延时半个符号周期，并根据信息比特为‘0’或为‘1’，决定延时后的第二路混沌载波信号乘以‘-1’或乘以‘+1’，由于第二路混沌载波信号承载了比特信息，因此，将第二路信号作为信息承载信号。对于DCSK，一个符号周期的传输信号包括参考信号和信息承载信号两部分。接收端收到经过信道后的信号，将其分成两路，即将前半个符号周期的参考信号通过延时单元与后半个符号周期的信息承载信号用乘法器进行相乘，并将相乘的结果通过积分器进行积分，积分结果送入判决电路，即积分结果大于0，判决传输的信息比特为‘1’，反之，判决为‘0’。

现有的差分混沌移位键控调制解调器的发送信号的时隙结构如图2所示。由于DCSK系统是通过时域来实现参考信号与信息承载信号正交的，若信道为快速时变信道(时间选择性信道)，即假定信道在一个符号时间内无法保证恒定，则其性能将无法得到保证。在诸如水声通信等特定的通信环境下，信道往往表现为时频双选择性衰落，因此，如何对抗时间选择性衰落和频率选择衰落是这类特殊通信环境下急需解决的问题。

参考文献：

[1]G.Kolumbán,B.Vizvari,W.Schwarz,A.Abel.“Differential chaos shiftkeying:a robust coding for chaos communications，”in Proc.IEEE Int.WorkshopNonlinear Dyn.Electron.Syst,1996:87-92.

[2]Shilian Wang,Zhili Zhang.“Multicarrier chaotic communications inmultipath fading channels without channel estimation,”Aip Advances,2015,5(1):711-731.

[3]徐位凯.差分混沌通信系统关键技术研究.厦门,厦门大学,2011.

发明内容