[发明专利]一种再差分排列索引的差分混沌移位键控调制器及方法

说明书

本发明涉及一种再差分排列索引的差分混沌移位键控调制器，在DPI‑DCSK单用户传输方案中，每次传输的（n+1）个比特的参考信号同时也是前（n+1）个比特的信息承载信号，因而相对于PI‑DCSK系统传输了没有承载比特信息的混沌参考信号，该DPI‑DCSK方案解决了传输能量浪费的问题。与传统PI‑DCSK系统相比，本发明的方法具有更好的误比特性能，有效降低了误比特率，并且节省了一半的传输能量。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种再差分排列索引的差分混沌移位键控调制器及方法。

背景技术

非线性科学作为科学的一个重要分支，是当今学术界的热点课题之一，它可以很好地解决牛顿力学所存在的局限性问题。混沌是非线性科学的一个重要组成部分，被誉为物理界的第三次革命。混沌信号容易于生成，具有宽带、非周期性、确定性、类噪声性以及良好的自相关性和互相关性。这些特性对于提高多用户接入性能、提高抗干扰能力和抗多径效应非常重要，使得混沌信号在扩频通信系统中得到了越来越广泛的应用。与此同时，混沌通信在保密通信以及超宽带通信系统中也具有良好的发展前景。

混沌通信系统中研究最广泛的一种系统是差分混沌移位键控(DCSK)系统，该系统的接收机结构简单，在多径衰落信道下性能良好。DCSK系统以混沌信号作为载波，调制部分采用的方式是传输-参考模式。在发送端，混沌信号通过混沌映射的方式产生，该混沌信号作为参考信号，在传输信号的前半个符号周期传输参考信号，后半个符号周期传输信息承载信号，当信息比特为1时，信息承载信号为该混沌信号；当信息比特为0时，信息承载信号为混沌信号的反转信号。传输信号经过信道到达DCSK系统的接收端，由于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，接收端将这两部分信号送入相关接收机，计算这两部分信号间的相关特性，并且依据计算得到的相关特性的结果来判决传输的信息比特。

由于DCSK系统在一个符号周期只能够传输1个调制比特，使得数据传输率较低。为了获得更高的传输数据率,Herceg M等人在文献《Permutation Index DCSK ModulationTechnique for Secure Multiuser High-Data-Rate Communication Systems》中排列索引的差分混沌移位键控(PI-DCSK)系统，将输入比特流每次以(n+1)个比特进行传输，其中n个映射比特由不同排列的参考信号副本进行承载，再根据1个单独的调制比特用来重复或者反转n个映射比特的载波。PI-DCSK中的其它过程与传统DCSK系统具有相似的结构，每个数据帧被分成两个时隙，在第一个时隙中发送混沌参考信号，第二个时隙中的调制位通过所选的排列序列进行扩频后发送。在接收端，先将参考段的所有排列副本与信息承载信号进行相关特性的运算，通过运算结果绝对值的最大值所对应的相关器索引判决出n个映射比特，再根据其相关特性运算结果的符号判决出调制比特。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种再差分排列索引的差分混沌移位键控调制器及方法，具有更好的误比特性能，有效降低了误比特率(BER)，并且节省了一半的传输能量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种再差分排列索引的差分混沌移位键控调制器，所述调制器具体如下：调制部分采用的方式是传输-参考模式，利用再差分排列索引的方法，即用户传输的比特都以前若干个比特的传输段作为参考段，再利用排列索引的规则对信号进行调制和解调；

在发送端，比特流以(n+1)个比特为模块进行划分，混沌信号通过混沌映射的方式产生，该混沌信号作为第1个发送模块的参考段；

其中，n个映射比特用来选择预定义的排列索引规则，对参考段进行相应规则排列后的混沌信号作为n个映射比特的载波，再根据1个调制比特的值重复或者反转n个映射比特的载波；传输的第2个发送模块以第1个发送模块的传输段为参考段，调制过程与第1个发送模块相同，依次类推，直至完成n个发送模块；