[发明专利]多级码移位差分混沌移位键控系统的参考分集设计算法

说明书

多级码移位差分混沌移位键控系统的参考分集设计算法，涉及无线通信技术中的调制技术。发射机利用walsh码序列的正交特性将具有参考分集的参考信号和多个信息承载信号在同一个时隙上进行叠加得到传输信号，传输信号经过无线信道，受到多径衰落和加性高斯白噪声影响；接收机将被噪声破坏的参考信号进行平均以减轻噪声对参考信号的干扰，并将降噪后的平滑参考信号和信息承载信号相关后得到判决变量，对判决变量进行硬判决，从而获得信息估计比特；通过判决变量推导出所提出系统的理论BER，根据理论BER确定MCS‑DCSK‑RD系统的最佳参考分集数。可降低系统噪声、提高系统性能。

技术领域

本发明涉及无线通信技术中的调制技术，尤其是涉及一种多级码移位差分混沌移位键控系统的参考分集设计算法。

背景技术

混沌信号在无线通信领域得到了广泛的研究，其固有的宽带特性和良好的相关性使它们成为扩频通信的良好候选者。因此，国内外学者提出了各种基于混沌的通信系统，其中一个重要的调制方案是差分混沌移位键控(Differential Chaos Shift Keying,DCSK)^[1]。DCSK 是一个非相干系统，接收器不需要获得信道状态信息(Channel State Information,CSI)，且在多径衰落信道上提供了优异的性能^[2,3]。然而，DCSK系统需要半个周的时间来传输参考信号，从而导致低数据率和低能量效率。此外，参考信号和信息承载信号被信道噪声破坏，这会降低DCSK系统的性能。因此，许多学者改进了DCSK方案，以提高数据速率并降低噪声。

为了提高传输数据率和能量效率，提出了基于walsh码序列的M-ary DCSK系统^[4]，利用 walsh码序列传输符号比特。但该方案需要射频延时电路，为了避免射频延时电路的使用，在M-ary DCSK基础上提出了广义码移DCSK(Generalized Code-Shifted DCSK,GCS-DCSK)^[5]，但该方案仅能使用沃尔什码矩阵的最多一半的沃尔什码序列来发送比特以确保信号子流之间的正交性。因此，一种多级码移位DCSK(Multilevel Code-Shifted DCSK,MCS-DCSK)^[6]方案被提出，该方案改善了GCS-DCSK系统的解调方案，提高了系统性能和沃尔什码的利用率，但信道噪声依旧极大降低了系统的性能。

为了减少叠加在参考和信息承载信号上的信道的噪声，DCSK的增强版本将每个参考信号由多个数据信号共享，并对接收到的信息承载信号求平均，以降低噪声并改善BER性能^[7]。降噪DCSK(noise reduction DCSK,NR-DCSK)^[8]系统使用复制参考序列并在接收器处平均复制品以降低噪声，但该方案使用时间分集，这降低了时间效率并且不适合于传输高数据比特率。同时，解调的相关持续时间减少，使得系统对由多径时间延迟引起的码间干扰(intersymbol interference,ISI)敏感。

参考文献：

[1]G.Kolumbán,B.Vizvári,W.Schwarz,and A.Abel,“Differential chaosshiftkeying:A robust coding for chaos communication,”in Proc.NDES,vol.96,1996,pp.87–92.

[2]G.Kolumban and G.Kis,“Multipath performance of fm-dcsk chaoticcommunications system,”in 2000IEEE International Symposium on Circuits andSystems. Emerging Technologies for the 21st Century.Proceedings(IEEE CatNo.00CH36353), vol.4.IEEE,2000,pp.433–436.