一种差分混沌相移键控通信方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及通信技术领域，尤其涉及一种差分混沌相移键控通信方法及系统，其中方法包括获取参考信号；获取信息比特，并分割所述信息比特得到载波索引比特、时间索引比特和调制比特；将所述载波索引比特和所述时间索引比特分别进行映射操作得到载波索引序列和时间索引序列；将所述载波索引序列、所述时间索引序列、所述调制比特和所述参考信号进行调制得到信息信号；将所述信息信号和所述参考信号发送至接收机，提高系统的能量效率、频谱效率和数据传输效率。传输效率。传输效率。

【技术实现步骤摘要】
一种差分混沌相移键控通信方法及系统


[0001]本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种差分混沌相移键控通信方法及系统。

技术介绍

[0002]混沌通信是一种用来扩展频谱的通信技术手段，由于混沌通信技术拥有良好的抗衰落能力和低功耗，已经成为无线通信的最佳候选技术之一。近年来，混沌通信技术主要集中于数字混沌键控方面的研究，数字混沌键控通信根据在接收端是否需要进行混沌同步，可以被分为相干调制方案和非相干调制方案。但由于完美的混沌同步在现有技术的条件下难以实现，后续的研究主要集中在非相干调制方案上面。而差分混沌相移键控系统作为非相干调制方案中的一种典型的范式，得到了广泛的研究。
[0003]然而，现有的差分混沌相移键控系统，其将比特传输时间分成为两个时隙，使用前一个时隙来传输用于非相干解调的参考信号，而后一个时隙用来传输同参考信号相同或相反的信息信号。这种操作使用了一半的比特传输时间和能量来用于传输参考信号，导致信号传输的能量效率、频谱效率和数据速率低。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种差分混沌相移键控通信方法及系统，提高数据传输效率。
[0005]本专利技术提供的一种差分混沌相移键控通信方法，所述方法包括：获取参考信号；获取信息比特，并分割所述信息比特得到载波索引比特、时间索引比特和调制比特；将所述载波索引比特映射至第一序列中的第一位置得到载波索引序列；将所述时间索引比特映射至第二序列中的第二位置得到时间索引序列；根据所述载波索引序列、所述时间索引序列生成第一信息矩阵；将所述第一信息矩阵的第行和第列均设置为0；为所述第一位置在所述载波索引序列中对应的列数；为所述第二位置在所述时间索引序列中对应的列数；根据所述调制比特调制所述第一信息矩阵中第三位置的元素，得到第二信息矩阵；所述第三位置是所述第一信息矩阵中除第行和第列以外的所有位置；将所述第二信息矩阵与所述参考信号相乘得到信息信号；将所述信息信号和所述参考信号发送至接收机。
[0006]可选地，所述将所述信息信号和所述参考信号发送至接收机包括：将所述信息信号和所述参考信号进行脉冲整形得到传输信号；采用子载波将所述传输信号发送至所述接收机。
[0007]可选地，所述采用子载波将所述传输信号发送至所述接收机之后，当所述接收机接收到所述传输信号时，所述方法还包括：
对所述传输信号进行分离，得到参考信号矩阵和信息信号矩阵；对所述参考信号矩阵进行第一数据处理得到平均参考信号矩阵；将所述平均参考信号矩阵与所述信息信号矩阵进行哈达码乘积操作，得到信息解调矩阵；对所述信息解调矩阵进行解调，得到所述载波索引比特、所述时间索引比特、所述调制比特。
[0008]可选地，所述参考信号矩阵的每一行分别代表一个参考信号，所述对所述参考信号矩阵进行第一数据处理得到平均参考信号矩阵包括：将所述参考信号矩阵中的每一个参考信号进行相加后取平均值，得到第一参考信号；将所述第一参考信号与单位矩阵进行克罗内克乘积操作，得到平均参考信号矩阵。
[0009]可选地，所述对所述信息解调矩阵进行解调，得到所述载波索引比特、所述时间索引比特、所述调制比特包括：将所述信息解调矩阵中的每一行的元素分成若干个分块，将若干个所述分块内的所有元素进行相加后，构成判决矩阵；对所述判决矩阵进行第二数据处理，得到所述载波索引比特；对所述判决矩阵进行第三数据处理，得到所述时间索引比特；根据除了所述载波索引比特和所述时间索引比特以外的所有比特确定所述调制比特。
[0010]可选地，所述对所述判决矩阵进行第二数据处理，得到所述载波索引比特包括：将所述判决矩阵中的每一行的元素取绝对值后并相加，得到若干个第一决策变量；从所述若干个第一决策变量中确定最小第一决策变量对应的行数，并将行数减1得到携带所述载波索引比特的元素的位置；根据所述携带所述载波索引比特的元素确定所述载波索引比特。
[0011]可选地，所述对所述判决矩阵进行第三数据处理，得到所述时间索引比特包括：将所述判决矩阵中的每一列的元素取绝对值并相加，得到若干个第二决策变量；从所述若干个第二决策变量确定最小第二决策变量对应的列数，并将列数减1得到携带时间索引比特的元素的位置；根据所述携带时间索引比特的元素确定所述时间索引比特。
[0012]本专利技术还提供一种差分混沌相移键控系统，所述系统包括发射机和接收机，所述发射机包括：混沌信号发生器，用于生成参考信号；获取模块，用于获取参考信号；比特分割器，用于获取信息比特，并分割所述信息比特得到载波索引比特、时间索引比特和调制比特；索引选择器，用于将载波索引比特映射至第一序列中的第一位置得到载波索引序列；并用于将时间索引比特映射至第二序列中的第二位置得到时间索引序列；
调制器，用于根据载波索引序列、时间索引序列生成第一信息矩阵，并用于将第一信息矩阵的第行和第列均设置为0；为第一位置在载波索引序列中对应的列数；为第二位置在时间索引序列中对应的列数，并用于根据调制比特调制第一信息矩阵中第三位置的元素，得到第二信息矩阵；第三位置是第一信息矩阵中除第行和第列以外的所有位置，并用于将第二信息矩阵与参考信号相乘得到信息信号；发送模块，用于将所述信息信号和所述参考信号发送至所述接收机中；可选地，所述发送模块还包括脉冲整形模块和第一发送子单元；所述脉冲整形模块，用于将信息信号和参考信号进行脉冲整形并叠加后得到传输信号；所述第一发送子单元，用于采用子载波将传输信号发送至接收机中。
[0013]可选地，所述接收机包括匹配滤波器、第一运算模块、第二运算模块、解调器；所述匹配滤波器用于对传输信号进行分离，得到参考信号矩阵和信息信号矩阵；所述第一运算模块，用于对参考信号矩阵进行第一数据处理得到平均参考信号矩阵；所述第二运算模块，用于将平均参考信号矩阵与信息信号矩阵进行哈达码乘积操作，得到信息解调矩阵；所述解调器，用于对信息解调矩阵进行解调，得到载波索引比特、时间索引比特、调制比特。
[0014]从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：本专利技术提供了一种差分混沌相移键控通信方法，包括：获取参考信号；获取信息比特，并分割信息比特得到载波索引比特、时间索引比特和调制比特；通过将所述载波索引比特映射至第一序列中的第一位置得到所述载波索引序列，将所述时间索引比特映射至第二序列中的第二位置得到所述时间索引序列，使用了载波和时隙两种资源作为索引去携带额外的信息比特，提高了系统的数据传输的效率；通过将载波索引序列、时间索引序列、调制比特和参考信号进行调制得到信息信号，在调制时，根据所述载波索引序列、所述时间索引序列生成第一信息矩阵；将所述第一信息矩阵的第行和第列均设置为0；为所述第一位置在所述载波索引序列中对应的列数；为所述第二位置在所述时间索引序列中对应的列数；根据所述调制比特调制所述第一信息矩阵中第三位置的元素，得到第二信息矩阵；所述第三位置是所述第一信息矩阵中除第行和第列以外的所有位置；将所述第二信息矩阵与所述参考信号相乘得到所述信息信号；并将所述信息信号和所述参考信号发送至接收机，使得多种信息比特共用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种差分混沌相移键控通信方法，其特征在于，所述方法包括：获取参考信号；获取信息比特，并分割所述信息比特得到载波索引比特、时间索引比特和调制比特；将所述载波索引比特映射至第一序列中的第一位置得到载波索引序列；将所述时间索引比特映射至第二序列中的第二位置得到时间索引序列；根据所述载波索引序列、所述时间索引序列生成第一信息矩阵；将所述第一信息矩阵的第行和第列均设置为0；为所述第一位置在所述载波索引序列中对应的列数；为所述第二位置在所述时间索引序列中对应的列数；根据所述调制比特调制所述第一信息矩阵中第三位置的元素，得到第二信息矩阵；所述第三位置是所述第一信息矩阵中除第行和第列以外的所有位置；将所述第二信息矩阵与所述参考信号相乘得到信息信号；将所述信息信号和所述参考信号发送至接收机。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述信息信号和所述参考信号发送至接收机包括：将所述信息信号和所述参考信号进行脉冲整形得到传输信号；采用子载波将所述传输信号发送至所述接收机。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用子载波将所述传输信号发送至所述接收机之后，当所述接收机接收到所述传输信号时，所述方法还包括：对所述传输信号进行分离，得到参考信号矩阵和信息信号矩阵；对所述参考信号矩阵进行第一数据处理得到平均参考信号矩阵；将所述平均参考信号矩阵与所述信息信号矩阵进行哈达码乘积操作，得到信息解调矩阵；对所述信息解调矩阵进行解调，得到所述载波索引比特、所述时间索引比特、所述调制比特。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述参考信号矩阵的每一行分别代表一个参考信号，所述对所述参考信号矩阵进行第一数据处理得到平均参考信号矩阵包括：将所述参考信号矩阵中的每一个参考信号进行相加后取平均值，得到第一参考信号；将所述第一参考信号与单位矩阵进行克罗内克乘积操作，得到平均参考信号矩阵。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述信息解调矩阵进行解调，得到所述载波索引比特、所述时间索引比特、所述调制比特包括：将所述信息解调矩阵中的每一行的元素分成若干个分块，将若干个所述分块内的所有元素进行相加后，构成判决矩阵；对所述判决矩阵进行第二数据处理，得到所述载波索引比特；对所述判决矩阵进行第三数据处理，得到所述时间索引比特；根据除了所述载波索引比特和所述时间索引比特以外的所有比特确定所述调制比特。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述判决矩阵进行第二数据处理，得到所述载波索引比特包括：将所述判决矩阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：方毅，卓俊铭，马焕，陶熠威，刘畅，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：