[发明专利]一种改进型正交多用户差分混沌通信系统

说明书

本发明请求保护一种改进型正交多用户差分混沌通信系统，本方案属于通信系统领域。通过利用I/Q调制代替传统时分多址来分离参考信号和信息信号，不仅提高了传输速率而且解决了射频延时问题；为进一步提高传输速率，将希尔伯特变换与Walsh码结合达到传输2N用户信息。接收端采用非相关解调方式，将接收到的信息信号与相应的正弦和余弦载波相乘，然后将得到的信号分别送入匹配滤波器中，以分别解调出信息估计信号和参考估计信号。经I/Q解调后，将参考估计信号、信息估计信号以及相应的Walsh码进行相关运算，来解调前N用户信息；与此同时，经希尔伯特变换后的参考估计信号与信息估计信号执行同样操作来解调后N用户信息。本方案与传统的多用户混沌通信系统相比具有更加优良的性能，使其在无线通信领域有着良好的应用前景。

技术领域

本发明旨在设计一种改进型正交多用户差分混沌通信系统(OMU-DCSK)，利用I/Q调制与希尔伯特变换技术对差分混沌移位键控(DCSK)系统进行改进，使其传输速率明显提高。

背景技术

混沌信号因其具有类随机性、良好的自(互)相关等特性，所以在通信领域中受到高度重视。目前混沌信号的研发已经被欧洲技术发展联盟委员会定为长期研究计划。作为三大混沌保密技术之一的混沌数字调制技术利用混沌映射产生的混沌信号取代数字通信中的载波，可以使调制与扩频同时实现，具有很高的发展潜力。混沌数字解调方式主要分为两种：相干解调与非相干解调。虽然相干解调的可靠性相对较好，但是由于相干解调需要收发端混沌同步技术，而混沌同步技术目前还不太成熟，实现起来比较困难。所以非相干解调方式仍然是目前混沌键控技术中应用最多的一种解调方法。

目前差分混沌移位键控(Differential Chaos Shift Keying,DCSK)系统和相关延迟键控(Correlation Delay Shift Keying,CDSK)被广泛研究。DCSK系统利用传输-参考模式(Transmitted-Reference,T-R)克服了相干解调过程中出现的门限漂移问题，提高了系统误码性能，但是该方案在一个帧周期内只有一半的时间用于传输信息信号，造成了传输速率低的问题。而CDSK系统的改进在于将加法器替代了DCSK系统中的开关，使得信息传输速率相对于DCSK提高了1倍。然而CDSK系统误码率较高，导致CDSK系统的整体性能不如DCSK好。

综上所述，针对DCSK系统传输速率低和进一步增强系统误码性能的问题，提出了一种新型的混沌数字通信方案——一种改进型正交多用户差分混沌通信系统(OMU-DCSK)。

发明内容

本发明针对DCSK传输速率低以及进一步提高误码性能的问题，提出一种改进型正交多用户差分混沌通信系统。

本发明所要解决的技术问题是：本发明在加性高斯白噪声信道(AWGN)和瑞利衰落信道上对其性能进行了研究，并探究了不同混沌序列长度对系统性能的影响。最后将高斯近似法(GA)推导出来的误码率公式和蒙特卡洛仿真实验进行了对比，从而证明了理论的正确性。

针对本发明所提出方案的实施办法为：该系统利用I/Q调制代替传统时分多址来分离参考信号和信息信号，不仅提高了传输速率而且解决了射频延时问题。为进一步提高系统有效性，将混沌信号通过希尔伯特变换产生与其正交的混沌信号，在保证两条信息支路的混沌载波正交前提下，使得正交基信号集合扩展一倍。为确保每条信息支路内的信号载波正交，引入Walsh码确保系统满足正交要求。在系统的接收端，将接收信号分别与相应的正弦和余弦载波相乘，然后将得到的信号分别送入匹配滤波器中，以分别解调出信息估计信号和参考估计信号。由于载波信号的正交性，可以独立检测调制信号。将参考估计信号、信息估计信号以及相应的Walsh码进行相关运算，来解调前N用户信息；与此同时，经希尔伯特变换后的参考估计信号与信息估计信号执行同样操作来解调后N用户信息。这种解调方式，不需要在解调端同步出混沌载波，也不需要传统扩频通信所必需的信道估计，因此结构十分简单。

附图说明

图1本发明OMU-DCSK系统发射机结构图；