一种基于CS-DCSK的去参考调制解调器及调制解调方法技术

本发明专利技术公开了一种基于CS

【技术实现步骤摘要】
一种基于CS
‑
DCSK的去参考调制解调器及调制解调方法


[0001]本专利技术涉及通信
，具体而言涉及一种基于CS
‑
DCSK的去参考调制解调器及调制解调方法。

技术介绍

[0002]混沌信号具有非周期，宽频谱以及良好的自相关等特性。考虑到传统的无线通信系统包括无线电、无线个域网(WPAN)和室内通信系统等都极易受到多径衰落和信号失真的影响，使用宽带非周期混沌信号作为载波的混沌通信方案凭借其低功耗、低复杂度以及出色的抗衰落性能成为了一种更有效的通信方案。此外，作为一种扩频通信系统，混沌信号的非周期特性也有助于增强基于混沌的通信系统在抗干扰能力，截获概率等方面的安全性。因此，在最近三十年间，混沌通信引起了通信研究者们广泛的兴趣。
[0003]由于目前缺乏可靠的和有效的方法在接收端实现混沌同步，现有的混沌数字调制解调方法大多基于传输参考方法。即把载波信号和携带信息的信号都发送给接收端。其中，差分混沌移位键控(Differential Chaos Shift Keying,DCSK)调制解调方法无需完成信道估计，能够获得较好的误码性能。但此方法的收发装置中不可避免的需要使用大量射频延时电路。而这些延时电路通过CMOS技术实现起来比较困难且难以集成，所以限制了其在超宽带(UWB)系统中的应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于CS
‑
DCSK的去参考调制解调器及调制解调方法，以解决现有技术中的问题。针对上述问题，码移差分混沌移位键控(Code Shifted Differential Chaos shift keying,CS
‑
DCSK)调制解调方法利用不同的Walsh码序列之间的正交特性分别对参考信号和信息信号进行调制，并在同一时隙内发送。尽管在接收端避免了延时电路的使用，但CS
‑
DCSK对Walsh码矩阵的利用率低，且因为需要发送参考信号导致整个调制解调方法的能量效率低，误码性能表现也不够出色。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种基于CS
‑
DCSK的去参考调制解调器，用于在符号周期内采集预设数量个待发送数据比特，基于待发送信息信号中所包含的各个数据比特，分别针对各个待发送数据比特，将最后一位数据比特作为极性调制比特，将除极性调制比特以外的剩余数据比特均分，获得两组数据比特集，所述调制解调器包括调制器和解调器，调制器对待发送数据信息进行调制后发送至解调器；
[0007]所述调制器包括混沌信号发生器、脉冲成型滤波器、二进制到十进制转换器、极性转换器、索引选择器、Walsh码矩阵寄存器、调制乘法器、以及调制加法器；
[0008]所述混沌信号发生器用于在符号周期内针对待发送数据信息对应的各个数据比特生成用于传输数据比特的离散混沌信号序列，离散混沌信号序列经过脉冲成型滤波器进行脉冲成型滤波获得该符号周期内的混沌信号；
[0009]所述二进制到十进制转换器用于将两组数据比特集分别所对应的数据比特转换为十进制，经过极性转化器将极性调制比特由数据比特调制为调制比特；
[0010]Walsh码矩阵寄存器用于寄存调制混沌信号的Walsh码序列矩阵，通过索引选择器从Walsh码矩阵寄存器中选择两条带有数据比特集对应十进制编号的Walsh码矩阵序列，将两条序列分别利用调制乘法器对混沌信号进行调制，并将其中一条经过调制后的信号再利用调制比特进行调制，通过调制加法器将两条信号相加后发送至解调器；
[0011]所述解调器接收调制器发送的经过调制加法器相加后的一路信息信号，对该信息信号进行解调，所述包括解调乘法器、平均器、相关乘法器、能量检测器、十进制到二进制转换器、门限判决器；
[0012]所述解调乘法器利用Walsh码序列解调所接收的信息信号，完成解调的信息信号通过平均器进行平均降噪，随后将信息信号依次发送至相关乘法器、能量检测器、十进制到二进制转换器获得调制器所发送的数据比特集，所述门限判决器将调制比特恢复极性调制比特。
[0013]本专利技术的另一方面提出一种基于CS
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DCSK的去参考调制解调方法，对符号周期内需要传输的信息信号进行去参考调制解调，包括发送端和接收端，送端通过调制器，利用符号周期内待发送的数据比特对混沌信号进行调制，具体包括以下步骤：
[0014]步骤A、在符号周期内采集预设数量个待发送数据比特，针对待发送信息信号对应的各个数据比特，将最后一位数据比特作为极性调制比特，将除极性调制比特意外的剩余数据比特均分为两组数据比特集；
[0015]步骤B、混沌信号发生器生成符号周期内用于传输数据比特的离散混沌信号序列，离散混沌信号序列经过脉冲成型滤波器形成混沌信号；
[0016]步骤C、将两组数据比特集分别所对应的数据比特通过二进制到十进制转换器转换为十进制，随后经过极性转化器将极性调制比特由数据比特调制为调制比特；
[0017]通过索引选择器从Walsh码矩阵寄存器中选择两条带有数据比特集对应十进制编号的Walsh码矩阵序列，将两条序列分别利用调制乘法器对混沌信号进行调制，并将其中一条经过调制后的信号再利用调制比特进行调制，通过调制加法器将两条待发送信号相加后发送至解调器。。
[0018]进一步地，前述的Walsh码矩阵寄存器对应的Walsh码矩阵包括上下两部分，前述的接收端用于接收发送端发送的数据信息，并通过解调器对数据信息进行解调，包括以下步骤：
[0019]步骤D、解调器接收调制器所发送的信息信号，并通过调制乘法器将所接收的信息信号与Walsh码矩阵的上下两部分分别相乘，分别得到所对应的解调矩阵，进一步通过平均器对解调矩阵进行平均降噪；
[0020]步骤E、将所获两个解调矩阵通过相关乘法器进行转置相乘，获得相关矩阵，基于相关矩阵，依次经过能量检测器和十进制到二进制转化器，恢复出发送端对应的两路信息信号分别所对应的数据比特；
[0021]步骤F、门限判决器基于两路信息恢复出的数据比特，获得极性调制比特。
[0022]进一步地，前述的步骤C中，Walsh码矩阵寄存器利用函数生成一个阶数为N的Walsh码矩阵并将其上下分为2个N/2行的矩阵分别称为矩阵A和矩阵B；两路待发送信息信
号分别经过二进制到十进制转换器将数据比特转换为十进制，并获得索引编号，通过索引选择器从Walsh码矩阵寄存器中选择两条带有数据比特集对应十进制编号的Walsh码矩阵序列，利用两条序列对混沌信号进行调制，并将其中一条经过调制后的信号再利用调制比特进行调制，获得两路待发送信息信号，经过相加后，将信息信号发送出去。
[0023]进一步地，前述的步骤D中，获得解调矩阵后，将解调矩阵中的各行按照预设长度进行分段，将每行中的各段求和去平均作为二次解调矩阵，完成平均降噪。
[0024]本专利技术所述一种，采用以上技术方案与现有技术相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于CS
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DCSK的去参考调制解调器，用于在符号周期内采集预设数量个待发送数据比特，基于待发送信息信号中所包含的各个数据比特，分别针对各个待发送数据比特，将最后一位数据比特作为极性调制比特，将除极性调制比特以外的剩余数据比特均分，获得两组数据比特集，其特征在于，所述调制解调器包括调制器和解调器，调制器对待发送数据信息进行调制后发送至解调器；所述调制器包括混沌信号发生器、脉冲成型滤波器、二进制到十进制转换器、极性转换器、索引选择器、Walsh码矩阵寄存器、调制乘法器、以及调制加法器；所述混沌信号发生器用于在符号周期内针对待发送数据信息对应的各个数据比特生成用于传输数据比特的离散混沌信号序列，离散混沌信号序列经过脉冲成型滤波器进行脉冲成型滤波获得该符号周期内的混沌信号；所述二进制到十进制转换器用于将两组数据比特集分别所对应的数据比特转换为十进制，经过极性转化器将极性调制比特由数据比特调制为调制比特；Walsh码矩阵寄存器用于寄存调制混沌信号的Walsh码序列矩阵，通过索引选择器从Walsh码矩阵寄存器中选择两条带有数据比特集对应十进制编号的Walsh码矩阵序列，将两条序列分别利用调制乘法器对混沌信号进行调制，并将其中一条经过调制后的信号再利用调制比特进行调制，通过调制加法器将两条信号相加后发送至解调器；所述解调器接收调制器发送的经过调制加法器相加后的一路信息信号，对该信息信号进行解调，所述包括解调乘法器、平均器、相关乘法器、能量检测器、十进制到二进制转换器、门限判决器；所述解调乘法器利用Walsh码序列解调所接收的信息信号，完成解调的信息信号通过平均器进行平均降噪，随后将信息信号依次发送至相关乘法器、能量检测器、十进制到二进制转换器获得调制器所发送的数据比特集，所述门限判决器将调制比特恢复极性调制比特。2.一种基于CS
‑
DCSK的去参考调制解调方法，对符号周期内需要传输的信息信号进行去参考调制解调，其特征在于，包括发送端和接收端，发送端通过调制器，利用符号周期内待发送的数据比特对混沌信号进行调制，具体包括以下步骤：步骤A、在符号周期内采集预设数量个待发送数据比特，针对待发送信息信号对应的各个数据比特，将最后一位数据比特作为极性调制比特，将除极性调制比特意外的剩余数据比特均分为两组数据比特集；步骤B、混沌信号发...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨华，王宇，阎昕宇，李守毅，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：