[发明专利]联合时频索引调制多模差分混沌移位键控调制解调方法

说明书

联合时频索引调制多模差分混沌移位键控调制解调方法，涉及无线通信系统中的调制与解调。包括调制器和解调器，调制器包括混沌信号发生器、比特分离器、乘法器、比特符号转换器、时隙索引选择器、载波索引选择器、希尔伯特滤波器、多模DCSK调制器、脉冲成形和载波调制器；解调器包括载波解调和匹配滤波器、采样器、降噪器、希尔伯特滤波器、多模DCSK解调器、载波索引检测与时隙索引检测器。调制器端利用载波索引和时隙索引传输时频资源中不同模式的信号；解调器端通过索引检测算法先从接收信号中获得载波索引和时隙索引，随后利用多模解调器恢复不同模式信号对应的调制信息。大幅度地提升了系统的数据传输速率，具有更好的误码率性能。

技术领域

本发明属于无线通信系统中的调制与解调领域，尤其是涉及一种联合时频索引调制多模差分混沌移位键控调制解调方法。

背景技术

混沌信号具有产生成本低、宽带、非周期和类噪声等特性，使得以混沌信号为载波的混沌通信系统成为传统扩频通信系统的低成本替代方案。同时，混沌通信在保密通信、短距离通信和超宽带通信系统中也具有很强的竞争力。差分混沌移位键控(DifferentialChaos Shift Keying,DCSK)系统作为混沌通信系统的一种，具有一般混沌通信系统的优点，该系统还具有非常简单的接收机结构，在多径衰落信道和时变信道下表现出良好的误码率(Bit Error Rate,BER)性能。然而，DCSK系统需要一半的符号传输时间来传输参考信号，这导致DCSK系统的数据率不理想。

由于下一代无线网络的出现将导致数据流量的爆炸式增长，人们对设计和研究高数据传输系统产生了浓厚的兴趣。实现高数据率混沌通信的一种可行方法是将多元调制与DCSK系统结合，于是有学者提出了多元DCSK(M-ary DCSK)系统。在此基础上，多级码移位M-ary DCSK(Multilevel Coded-Shifted M-ary DCSK,MCS-MDCSK)系统被提出，该系统利用多级多元调制在不损失系统误码率性能的情况下提高了系统的数据率。此外，有学者利用离散余弦扩频码(Discrete-Cosine-Spreading,DCS)的特性，提出了高数据率的离散余弦扩频M-ary DCSK(DCS-MDCSK)系统，该系统可在低峰均功率比(Peak-to-Average-PowerRatio,PAPR)情况下获得高数据率。有文献还提出了多载波混沌移位键控(MulticarrierChaos Shift Keying,MC-CSK)系统。该方案利用Gram-Schmidt算法产生一系列归一化的正交混沌信号，然后通过映射比特选取这些信号中的一个作为信息承载信号，实现了数据率和误码率性能的提高。

索引调制(Indexmodulation,IM)是一种适应高数据率传输需求的新技术。在索引调制的通信系统中，利用索引选择特定的天线、子载波、时隙等来传递额外信息。由于索引调制的这些优点，许多研究者将索引调制应用于DCSK的系统。如：交换码索引DCSK(CommutationCode Index DCSK,CCI-DCSK)系统通过参考信号的交换索引来传输额外信息。为了进一步提高脉冲位置调制DCSK(PulsePosition Modulation Aided DCSK,PPM-DCSK)系统的数据传输速率，有研究者提出了一种索引调制的双模DCSK(DM-DCSK-IM)系统，其中索引选择的时隙和未选择的时隙分别用于传输DCSK信号和正交混沌移位键控(Quadrature ChaosShift Keying,QCSK)信号。