基于稀疏码多址接入的多用户多载波DCSK通信方法及系统技术方案

本申请公开了一种基于稀疏码多址接入的多用户多载波DCSK通信方法及系统，本申请提供的方法根据DCSK系统的用户数量和子载波数量，将多个用户的码字叠加到子载波上，构建稀疏码本矩阵；获取多个用户发出的发送信息符号，通过稀疏码本矩阵，基于稀疏映射矩阵进行计算，得到K维的复码字；对复码字进行混沌信号调制，得到发送调制信号；根据发送调制信号与参考信号构成发送信号进行OFDM调制发送处理再用于通信传输，本申请提供的方法考虑了非正交多址接入技术，有效的降低了稀疏码本多址技术跟多用户多载波DCSK系统结合后系统的复杂度，提升了误码率性能，解决了现有的多用户多载波DCSK方案存在多址干扰无法满足大规模接入的需求的技术问题。的技术问题。的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
基于稀疏码多址接入的多用户多载波DCSK通信方法及系统


[0001]本申请涉及通信
，尤其涉及一种基于稀疏码多址接入的多用户多载波DCSK通信方法及系统。

技术介绍

[0002]混沌信号由于其确定性、非周期性和类噪声的特性，在短距离无线通信和超宽带（UWB）通信中得到了广泛的应用。差分混沌位移键控（DCSK）作为一种基于混沌的非相干系统，它消除了复杂的混沌同步电路，由于其强大的抗多径能力和低功率特性而得到了广泛的研究。然而，在传统的DCSK系统中，有一半的符号持续时间是专门用于传输参考信号的，这不可避免地导致了能量和频谱效率的降低。
[0003]为了降低复杂性，抗衰落，并支持多用户通信，现有技术提出了一种多用户多载波DCSK方案，即多用户OFDM
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DCSK方案，但是这种方案依然存在多址干扰的问题，并且随着用户数的增多，这种问题会更加突出，无法满足大规模接入的需求。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种基于稀疏码多址接入的多用户多载波DCSK通信方法及系统，用于解决现有的多用户多载波DCSK方案存在多址干扰无法满足大规模接入的需求的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本申请第一方面提供了一种基于稀疏码多址接入的多用户多载波DCSK通信方法，包括：获取混沌发生器生成的第一混沌信号；对所述第一混沌信号进行归一化处理和希尔伯特变换，得到第二混沌信号，其中，所述第二混沌信号为所述第一混沌信号的正交序列；根据DCSK系统的用户数量和子载波数量，将多个用户的码字叠加到子载波上，构建稀疏码本矩阵；获取多个用户发出的发送信息符号，通过所述稀疏码本矩阵，将所述发送信息符号映射成初始复码字，再基于所述初始复码字，结合稀疏映射矩阵进行计算，得到K维的复码字；对所述复码字进行混沌信号调制，以获得发送调制信号；根据所述发送调制信号与参考信号构成发送信号，对所述发送信号进行OFDM调制发送处理，再将处理后的发送信号发送至接收机，以使得所述接收机根据获得的接收信号进行信号恢复处理。
[0006]优选地，对所述复码字进行混沌信号调制，以获得发送调制信号具体包括：通过所述第一混沌信号对所述复码字的实部进行调制，以及通过所述第二混沌信号对所述复码字的虚部进行调制，以通过对所述复码字实部与虚部的调制，得到发送调制信号。
[0007]优选地，根据所述发送调制信号与参考信号构成发送信号，对所述发送信号进行OFDM发送处理，再将处理后的发送信号发送至接收机具体包括：以所述第一混沌信号作为参考信号，将所述发送调制信号所述参考信号进行合并，以构成发送信号；对所述发送信号进行IFFT变换、并串转换以及添加循环前缀处理，再将处理后的发送信号通过预设的载波信道发送至接收机。
[0008]优选地，接收机根据获得的接收信号进行信号恢复处理具体包括：接收机根据获得的接收信号，进行去循环前缀、串并转换以及FFT转换后，从所述接收信号中分离出参考信号矩阵与信息信号矩阵，根据所述参考信号矩阵与所述信息信号矩阵，结合进行解调，得到恢复信号。
[0009]优选地，所述接收机根据获得的接收信号进行信号恢复处理之后还包括：根据所述恢复信号，将所述恢复信号的实部与虚部进行合并处理，形成合并矩阵；将所述合并矩阵输入到基于深度神经网络的译码器模型，以通过所述译码器模型，得到稀疏码本的译码数据，以根据所述译码数据对所述稀疏码本矩阵进行优化。
[0010]同时，本申请第二方面提供了一种基于稀疏码多址接入的多用户多载波DCSK通信系统，所述系统包括发射机和接收机，所述发射机包括：混沌信号获取单元，用于获取混沌发生器生成的第一混沌信号；混沌信号转换单元，用于对所述第一混沌信号进行归一化处理和希尔伯特变换，得到第二混沌信号，其中，所述第二混沌信号为所述第一混沌信号的正交序列；稀疏码本矩阵构建单元，用于根据DCSK系统的用户数量和子载波数量，将多个用户的码字叠加到子载波上，构建稀疏码本矩阵；复码字生成单元，用于获取多个用户发出的发送信息符号，通过所述稀疏码本矩阵，将所述发送信息符号映射成初始复码字，再基于所述初始复码字，结合稀疏映射矩阵进行计算，得到K维的复码字；复码字调制单元，用于对所述复码字进行混沌信号调制，以获得发送调制信号；信号发送执行单元，用于根据所述发送调制信号与参考信号构成发送信号，对所述发送信号进行OFDM调制发送处理，再将处理后的发送信号发送至接收机，以使得所述接收机根据获得的接收信号进行信号恢复处理。
[0011]优选地，所述复码字调制单元具体用于：通过所述第一混沌信号对所述复码字的实部进行调制，以及通过所述第二混沌信号对所述复码字的虚部进行调制，以通过对所述复码字实部与虚部的调制，得到发送调制信号。
[0012]优选地，所述信号发送执行单元具体用于：以所述第一混沌信号作为参考信号，将所述发送调制信号所述参考信号进行合并，以构成发送信号；对所述发送信号进行IFFT变换、并串转换以及添加循环前缀处理，再将处理后的发送信号通过预设的载波信道发送至接收机。
[0013]优选地，所述接收机具体包括：信号恢复单元，用于根据获得的接收信号，进行去循环前缀、串并转换以及FFT转
换后，从所述接收信号中分离出参考信号矩阵与信息信号矩阵，根据所述参考信号矩阵与所述信息信号矩阵，结合进行解调，得到恢复信号。
[0014]优选地，所述接收机还包括：稀疏码本优化单元，用于根据所述恢复信号，将所述恢复信号的实部与虚部进行合并处理，形成合并矩阵，将所述合并矩阵输入到基于深度神经网络的译码器模型，以通过所述译码器模型，得到稀疏码本的译码数据，以根据所述译码数据对所述稀疏码本矩阵进行优化。
[0015]从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：本申请提供的方法根据DCSK系统的用户数量和子载波数量，将多个用户的码字叠加到子载波上，构建稀疏码本矩阵；获取多个用户发出的发送信息符号，通过稀疏码本矩阵，将发送信息符号映射成初始复码字，再基于初始复码字，结合稀疏映射矩阵进行计算，得到K维的复码字；对复码字进行混沌信号调制，以获得发送调制信号；根据发送调制信号与参考信号构成发送信号，对发送信号进行OFDM调制发送处理，再将基于稀疏码本处理后的发送信号用于通信传输，本申请提供的方法通过稀疏码本非正交多址接入技术跟多用户多载波DCSK系统结合，利用稀疏码本优化系统的DCSK系统的传输信号的调制与解调，有效的降低了DSCK系统的复杂度，提升了误码率性能，解决了现有的多用户多载波DCSK方案存在多址干扰无法满足大规模接入的需求的技术问题。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0017]图1为DCSK系统的发射信号的格式示意图。
[001本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于稀疏码多址接入的多用户多载波DCSK通信方法，其特征在于，包括：获取混沌发生器生成的第一混沌信号；对所述第一混沌信号进行归一化处理和希尔伯特变换，得到第二混沌信号，其中，所述第二混沌信号为所述第一混沌信号的正交序列；根据DCSK系统的用户数量和子载波数量，将多个用户的码字叠加到子载波上，构建稀疏码本矩阵；获取多个用户发出的发送信息符号，通过所述稀疏码本矩阵，将所述发送信息符号映射成初始复码字，再基于所述初始复码字，结合稀疏映射矩阵进行计算，得到K维的复码字；对所述复码字进行混沌信号调制，以获得发送调制信号；根据所述发送调制信号与参考信号构成发送信号，对所述发送信号进行OFDM调制发送处理，再将处理后的发送信号发送至接收机，以使得所述接收机根据获得的接收信号进行信号恢复处理。2.根据权利要求1所述的一种基于稀疏码多址接入的多用户多载波DCSK通信方法，其特征在于，对所述复码字进行混沌信号调制，以获得发送调制信号具体包括：通过所述第一混沌信号对所述复码字的实部进行调制，以及通过所述第二混沌信号对所述复码字的虚部进行调制，以通过对所述复码字实部与虚部的调制，得到发送调制信号。3.根据权利要求1所述的一种基于稀疏码多址接入的多用户多载波DCSK通信方法，其特征在于，根据所述发送调制信号与参考信号构成发送信号，对所述发送信号进行OFDM发送处理，再将处理后的发送信号发送至接收机具体包括：以所述第一混沌信号作为参考信号，将所述发送调制信号所述参考信号进行合并，以构成发送信号；对所述发送信号进行IFFT变换、并串转换以及添加循环前缀处理，再将处理后的发送信号通过预设的载波信道发送至接收机。4.根据权利要求3所述的一种基于稀疏码多址接入的多用户多载波DCSK通信方法，其特征在于，接收机根据获得的接收信号进行信号恢复处理具体包括：接收机根据获得的接收信号，进行去循环前缀、串并转换以及FFT转换后，从所述接收信号中分离出参考信号矩阵与信息信号矩阵，根据所述参考信号矩阵与所述信息信号矩阵，结合进行解调，得到恢复信号。5.根据权利要求4所述的一种基于稀疏码多址接入的多用户多载波DCSK通信方法，其特征在于，所述接收机根据获得的接收信号进行信号恢复处理之后还包括：根据所述恢复信号，将所述恢复信号的实部与虚部进行合并处理，形成合并矩阵；将所述合并矩阵输入到基于深度神经网络的译码器模型，以通过所述译码器模型，得到稀疏码本的译码数据，以根据所述译码数据对所述稀疏码本矩阵进行优化。6.一种基于稀疏码多址...

【专利技术属性】
技术研发人员：方毅，段超，陈平平，马焕，窦琴健，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：