[发明专利]一种有限带宽条件下混沌通信解码方法

摘要

本发明提供一种有限带宽条件下混沌通信解码方法，实现对信号的解码，方法是求取接收时间序列的极小值，得到极小值序列映射，并根据两个相邻极小值之间的时间确定是否有丢码现象发生以及发生丢码现象的时刻，绘制连续码元的一维映射相图，再根据该相图和丢失的码元前后两个码元的位置确定丢失码元的在相图中的位置和码元本身。本发明方法的有益效果是，当信道存在滤波特性时，将改变接收吸引子的动力学特性，导致利用常规方法无法从接收信号中获得所有发送码元，利用本发明的方法可以得到丢失码元的时刻和丢失的码元，从而解决了由于码元丢失引起的通信终端的问题。并且采用码元的三维特征向量和训练好的支持向量机可以获得更低的误码率。

主权项

1.一种有限带宽条件下混沌通信解码方法，其特征在于，按照以下步骤进行：步骤1、获取接收信息时间序列的极小值序列：设接收时间序列为{x_r(k),k=1,2,3,…}，其中，x_r(k)表示kT时刻对接收信号x_r(t)的采样值，x_r(t)为接收信号，T为采样时间；如果同时满足x_r(k)≤x_r(k-1),x_r(k)≤x_r(k+1)，则将该时刻采样值x_r(k)记为x_L(j)，表示接收序列的一个局部极小值，该极小值点也称为码元；随着k的增加，将得到一系列{x_L(j),j＝1,2,3,...}，该序列即为接收信号的极小值序列；步骤2、计算相邻码元对应的时间间隔，确定两个相邻码元间是否存在丢失码元：设x_L(j)＝x_r(k)，x_L(j+1)＝x_r(k+m)，则第j个码元与第j+1个码元之间的时间间隔T_itvl(j)＝mT，m为整数，表示两个连续码元之间间隔的采样周期数；定义所有码元平均间隔时间为其中N为总码元间隔数；如果T_itvl(j)>δATI，δ为大于1的常数，则认为在码元x_L(j)和码元x_L(j+1)之间存在丢失码元，此时，x_L(j)和x_L(j+1)为不连续码元；如果T_itvl(j)<δATI，则认为在码元x_L(j)和码元x_L(j+1)为连续码元；步骤3、在接收码元序列中添加未知丢失码元，获得含有未知码元的期望接收码元序列xL+(j+offset)=xL(j),]]>其中，offset为截止j时刻确定的已经丢失的码元个数，其初值为零，对接收到的码元序列进行重新排序；步骤4、绘制连续码元的回归映射图：利用步骤3中得到的期望接收码元序列中的已知的连续码元，绘制回归映射图，具体的方法是，如果与为连续码元，则以为横坐标，以纵坐标，在二维平面坐标系绘制该坐标对应的点，所有点构成的图即为回归映射图；步骤5、确定丢失码元：设在和之间有一丢失码元是未知的，而和是已知的，n为期望接收码元序号，同时在步骤4得到的回归映射图中，和应为回归映射图中的点，因此，以通过横坐标做一垂线，该线与回归映射图的交点的纵坐标记为集合x_F(n+1)，称为一步后向迭代集合，通过纵坐标做一水平线，该线与回归映射图交点的横坐标记为集合x_R(n+1)，称为一步前向迭代集合，定义集合S为集合x_F(n+1)中满足|x_F-x_R|≤ε，其中ε为小于等于0.02的正常数，x_F∈x_F(n+1)，x_R∈x_R(n+1)，则S为丢失码元的解集，解集中各元素的偏差小于ε；步骤6、利用已知极性码元序列的三维特征训练支持向量机：二进制数字通信中，码元极性可以分0和1两种，令发送端发送一段已知极性的码元序列，接收端得到相应的码元序列后，根据接收到码元给出码元的极性和该极性所对应的特征向量[xL+(j),xL+(j+1),xL+(j+2)]]]>由于码元极性分为0和1两种，因此可以得到对应极性为0的特征集合F0=[(xL+(j),xL+(j+1),xL+(j+2))|p(xL+(j))=0]]]>和对应极性为1的特征集合F1=[(xL+(j),xL+(j+1),xL+(j+2))|p(xL+(j))=1]]]>以极性0和极性1所对应的三维特征作为输入，以类别“0”和“1”作为输出，训练支持向量机，训练完成后，该支持向量机作为后面识别接收码元序列极性的判别器；步骤7、利用训练好的支持向量机判断接收序列中码元的极性：利用步骤1-步骤5得到的接收码元序列，构成各个码元的极性特征向量，将特征向量输入步骤6训练好的支持向量机，利用支持向量机的输出可以得到该码元对应的极性，从而实现信号的解码。