[发明专利]一种基于Walsh码的PI-DCSK调制解调方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于Walsh码的PI‑DCSK调制解调方法及系统，该方法构造walsh矩阵并与参考混沌信号相乘，得到正交置换序列；将要发送的数据比特流分块，选择映射正交的置换序列，剩下的单个比特为调制位，进行BPSK调制后乘以所选的置换序列，然后发送；发送端在第一时隙发送参考混沌信号，其他时隙均用于发送调制好后的信息承载信号；接收端首先恢复参考混沌信号并利用与发送端相同的walsh矩阵得到正交置换序列，然后将接收到的信息承载信号与正交置换序列相关联求内积，用最大幅度输出的相关器的索引估计映射比特，同时将相应相关器的输出内积值与零阈值比较以恢复调制比特。该方法及系统有利于降低误码率和收发成本。

技术领域

本发明属于混沌数字调制技术领域，具体涉及一种基于Walsh码的PI-DCSK调制解调方法及系统。

背景技术

近年来，随着移动互联网的发展，尤其是5G的快速发展，面对大规模用户相互之间通信需求不断增长，网络流量也随之爆炸性的增长，面对日益增长的网络流量需求，如何快速安全地发送大量的流量数据并同时降低用户之间的干扰，保证数据的可靠性，成为了未来通信发展的重中之重。

在过去的二十年里，混沌信号在扩频通信系统中得到了越来越广泛的应用。主要原因是这种信号可以很容易地产生，并且具有宽带频谱的特性，良好的自相关性和低互相关性。这些特性对于提高多址接入性能、抗干扰能力和抗多径干扰能力具有重要意义。此外，其非周期性的性质加强了传输安全性。差分混沌移位键控(Differential Chaos ShiftKeying,DCSK)是混沌数字调制技术中的典型代表，其在多径衰落或时变信道中具有优异的性能。在DCSK中，每个比特的持续时间被分成两个时隙。在第一时隙中发送参考混沌序列，而在第二时隙中发送数据调制的时延参考混沌序列。在接收端，参考序列与数据调制序列相关，以恢复发送的比特。这种方法的主要优点是避免了混沌序列的恢复，接收机不需要信道状态估计器，抗多径干扰，实现简单。但是这种方法采用T-R(Transmitted-Reference)传输方式，浪费了一半的时间和功率，存在信息传输速率低、能耗高和安全性差等缺点。

近年来，随着对基于DCSK的混沌数字调制技术的深入研究，很多改进方案被提出。文献《Permutation Index DCSKModulation Technique for Secure MultiuserHigh-Data-Rate Communication Systems》中提出了一种PI-DCSK调制技术，每个数据帧都被分成两个时隙，在第一个时隙中发送参考混沌信号，在第二个时隙中发送调制比特乘以参考混沌信号的置换序列，则参考混沌信号需要多次发送。具体而言，比特流在发射机处被划分为(n+1)比特的块，其中n个映射比特用于选择预定义的置换序列中的一个，而单个调制比特通过刚刚提到的置换的参考信号来扩展。在接收端，首先恢复参考信号，然后将其所有置换序列与数据承载信号相关联求内积，以输出的绝对值最大的相关器的索引将估计映射比特，同时将相应相关器的输出内积值与零阈值进行比较以恢复调制比特。该方案中所选的置换序列是通过将参考混沌信号进行循环移位寻找两两之间内积相对较小的序列来充当正交置换序列，不能保证置换序列之间的绝对正交，信号之间的干扰较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于Walsh码的PI-DCSK调制解调方法及系统，该方法及系统有利于降低误码率和收发成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于Walsh码的PI-DCSK调制解调方法，其特征在于，构造walsh矩阵并与生成的参考混沌信号w₀相乘，得到相互绝对正交的置换序列w₁,w₂,…,w_i；将要发送的数据比特流分成(n+1)比特的块，其中n位为映射位，用于选择映射正交的置换序列w₁,w₂,…,w_i；剩下的单个比特为调制位，进行BPSK调制后乘以所选的置换序列，然后进行发送；

发送端只在第一时隙发送参考混沌信号，其他时隙均用于发送调制好后的信息承载信号；