[发明专利]双模多载波差分混沌移位键控调制方法及发射机

说明书

本发明公开了一种双模多载波差分混沌移位键控调制方法及发射机，包括子载波生成器、混沌信号发生器、归一化处理器、S/P转换器、索引选择器、极性转换器、调制乘法器、载波乘法器、N‑IFFT处理器、CI码编码器、P/S转换器，本发明引入索引调制、同时引入CI码对信号进行扩展。本发明在提高系统频带利用率的基础上，降低系统峰均比的效果更加明显。

技术领域

本发明涉及混沌通信技术，是一种基于索引调制提高MC-DCSK系统频带利用率，引入 CI码降低信号PAPR(峰值平均功率比)的方法。

背景技术

混沌信号具有初始条件敏感性、非周期性、特殊的自(互)相关等特殊的性质，以混沌信号作为载波传送的信息更难被窃听者截获，通信的安全性得以提升，因此混沌信号近年来在信息安全与通信领域得到了广泛的关注。

伴随着混沌应用的发展，以非周期的宽带混沌信号为载波的混沌数字调制技术应运而生。混沌数字调制具有与其它扩频调制方案相似的优点，包括抗干扰、减小衰落的影响等。1996 年，Kolumbán等人提出了差分混沌移位键控(Differential Chaos ShiftKeying，DCSK)技术，这种非相干混沌数字调制技术采用传输参考(Transmitted-Reference，T-R)方式，将参考信号和携带信息的信号全部发送给接收端。这种方式解决了混沌移位键控中存在的判决门限漂移问题，但这种传输方式花费了一半的比特时间用来传输不含数据信号的参考信号，使得系统的传输速率和能量效率都比较低。随后，不断地有人针对DCSK系统提出改进、优化的方法。 2013年，Kaddoum等人提出了多载波差分混沌移位键控(Multi-Carrier Differential Chaos Shift Keying，MC-DCSK)技术。这种调制技术将多载波技术与DCSK技术相结合，将参考信号调制在一个特定子载波上，而多路信息信号则分别调制在剩余的子载波上。这种方案在传输速率和能量效率方面较DCSK有了很大的提升，误码率也有了一定的提升。利用子载波进行数据传输的多载波差分混沌移位键控通信技术已经成为混沌数字调制的关键技术之一，以满足无线传感器网络和WLAN中对高速率数据传输日益增长的需求。作为目前最广泛应用的多载波调制实现方式，正交频分复用(OFDM)技术借助逆快速傅里叶变换和快速傅里叶变换实现多载波调制和解调，使得系统的实现复杂度大大降低。虽然OFDM有上述优点，但是其信号调制机制也使得OFDM信号在传输过程中存在着一些劣势。譬如，OFDM技术是将一个 OFDM信号分成多个子信号，并将多个子信号分配到各个相互叠加的子载波进行传输，其中，要求各个子载波之间必须严格的相互正交。然而，相互叠加的子载波在信号的传输中，如果各个子载波信号的相位在某一时刻一致的话，就会相互叠加，产生很高的峰均功率比。这也是基于DCSK的多载波系统产生较高峰均比的主要原因。2009年H.Haas和R.Abualhign共同提出了索引调制技术，索引调制技术作为5G无线网络中一种极具竞争力的技术，近年来引起了人们的极大兴趣。索引调制技术通过改变诸如扩频码、载波、天线等传输实体的开关状态来发送额外的信息比特，索引调制不仅可以简化系统结构，而且在频谱效率和能量效率等方面提供了诸多益处。其中载波索引调制解调技术利用索引比特选择一部分载波进行传输数据，再通过载波的索引恢复出索引比特。不同于其他索引调制技术，载波索引调制是通过频域分离的方法来区分传输的信号，保证了信号的正交性。

发明内容

发明目的：针对目前降低MC-DCSK系统峰均比的方法是对调制信息进行交叉排序，引入 CI码，前者虽然可以降低系统的峰均比，但是要考虑信号进制的影响，或者虽然能够降低峰均比，但是系统的频带利用率低，本发明提供一种双模多载波差分混沌移位键控调制方法及发射机，在提高频带利用率的基础上，降低MC-DCSK系统的PAPR(峰均比)，该方法是基于如下内容：1、系统采用MC-DCSK和载波索引调制相结合的双模调制方式；2、混沌映射为logistic映射；3、引入CI码降低信号的PAPR。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种双模多载波差分混沌移位键控调制方法，包括以下步骤：