【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于混沌多载波通信方法，涉及一种基于施密特正交化信号准确重构的混沌差分键控扩频通信方法。
技术介绍
1、混沌信号因其类噪声、自相关类脉冲、互相关接近为零的特点，被广泛用于通信系统研究，以期提升通信系统的多载波、抗干扰性能。然而，混沌信号在短数据长度下无法表现出完全的正交性能，从而为通信系统带来了不可避免的码间干扰。为了提升通信系统性能，减小码间干扰，研究人员采用施密特正交化技术将混沌信号正交化，从而完全消除了码间干扰影响，并可以实现多载波传输，极大地提升了通信系统速率及多用户传输能力。
2、利用施密特正交化提升混沌系统性能已经取得了较好的结果。然而，接收端如何获取与发射端相同的施密特正交化信号还是个技术难点。目前基于施密特正交化的混沌通信方案大致分为两类，第一类假定发射端和接收端的混沌信号已实现同步，从而产生相同的施密特正交化信号，但目前工程领域中发射端和接收端混沌信号的鲁棒同步难以实现，限制了其研究意义；第二类将施密特正交化后的信号作为混沌差分键控通信的参考信号分别通过不同载波或时隙传输到接收端，使得接收端可以直接使用相关信号，但此类方法需要将大量不含信息的参考信号通过信道传输，浪费了信道容量。同时，由于传输过程中施密特正交化产生的参考信号受到信道干扰影响，使得接收参考信号产生明显畸变，从而恶化了通信系统性能。因此，设计一种在接收端施密特正交化信号的准确重构方法，对于提升多载波混沌差分键控通信系统性能具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供
2、本专利技术所采用的技术方案是，基于施密特正交信号重构的多载波混沌差分键控通信方法，同时提供两类信息传输，第一类比特信息通过混沌成型滤波器产生混沌信号，将该信号重复多次作为参考信号；将重复后的混沌信号携带的信息进行初值计算并送入二阶混杂混沌系统，产生新的混沌信号；将该信号进行分组以及施密特正交化；将正交化后的信号与第二类比特信息相乘作为信息信号；发送参考信号和多路信息信号；接收端接收到信号并下载波后，首先将参考信号经过匹配滤波器、降采样、均值滤波后恢复第一类比特信息，之后将恢复的比特信息进行初值计算并送入二阶混杂混沌系统，产生恢复的混沌信号，将该信号送入施密特正交化产生重构的正交化参考信号；将下载波的信息路信号与重构的正交化参考信号进行相关操作，恢复第二类比特信息。
3、本专利技术的特点还在于：
4、基于施密特正交信号重构的多载波混沌差分键控通信方法，具体按照以下步骤实施：
5、步骤1、系统参数配置
6、设置系统采样频率fs，一帧信号中第一类比特信息a的数量ns，第一类比特信息重复次数nr，混沌成型滤波器输出的混沌信号符号过采样率ns，用于施密特正交化的信号分组数量n，载波数量nc；
7、步骤2、将第一类待传输信息a＝[a1,a2,…,ans]重复nr次，得到重复信息序列将序列送入混沌成型滤波器，得到输出信号u，将得到的输出信号u作为参考信号；
8、步骤3、将重复后的信息序列进行初值计算，并将计算出的初值c0送入二阶混杂混沌系统，产生时间长度为t＝nl/fs的混沌信号c；
9、步骤4、将混沌信号c按照采样频率fs采样，得到具有nl个采样点的混沌序列，将其分段并进行施密特正交化，得到正交化信号片段[x1,x2,…,xi,…,xn]；
10、步骤5、准备第二类待传输信息b，将其与步骤4得到的正交化信号片段相乘再求和，得到一路传输信号，将该传输信号作为信息信号；
11、步骤6、将参考信号和多路信息信号叠加，得到发送信号，之后经过不同的载波传输，发送至无线信道中；
12、步骤7、接收端接收到信号，接收信号下载波，得到下载波信号，之后将参考信号经过匹配滤波器，得到匹配滤波信号ξ(t)；
13、步骤8、对匹配滤波输出信号ξ(t)降采样，得到降采样序列，将降采样序列经过均值滤波和符号判决后恢复第一类比特信息
14、步骤9、将第一类恢复信息按照与步骤2相同的重复操作，得到重复信息序列，之后，按照步骤3的操作得到估计的初值将送入与步骤3相同的二阶混杂混沌系统，得到长度为nl的混沌信号之后，按照与步骤4相同的操作，将混沌信号分组及施密特正交化，得到估计的正交化信号片段
15、步骤10、将下载波的信息路信号经过低通滤波器去除高频信号影响，将滤波输出信号v(t)按照采样频率fs采样得到的采样序列；
16、步骤11、将低通滤波输出信号v(t)分别与步骤9中估计的正交化信号片段进行相关操作，并抽样判决恢复第二类比特信息。
17、步骤2中的混沌成型滤波器具体为：
18、
19、其中，是序列中的第m个元素，t为系统时间，f＝fs/ns为混沌系统基频，定义为小于t的最大正整数，δ(t)为系统基函数，如下
20、
21、其中ω＝2πf，β＝fln2。
22、步骤3中按照式(3)进行初值计算：
23、
24、其中是序列中的第m个元素；
25、步骤3中的二阶混杂混沌系统具体为：
26、
27、其中c(t)为混沌信号，和分别为信号c的一阶导数和二阶导数，参数ω,β,f与公式(2)相同，离散符号s定义为当c＝0时，
28、
29、步骤4具体为：
30、将混沌信号c按照采样频率fs采样，得到nl个采样点的混沌序列，将该序列分为n段[c1,c2,…,ci,…,cn]，其中每段长度为系统扩频增益l，如下
31、
32、并将n段混沌信号片段[c1,c2,…,ci,…,cn]送入式(6)进行施密特正交化，得到正交化信号片段[x1,x2,…,xi,…,xn]，其中第i个片段可表示为xi＝[xi(1),xi(2),…,xi(n),…,xi(l)]，
33、
34、步骤5具体为：
35、准备第二类待传输信息按照式(7)将每行信息[bj,1,bj,2,…,bj,n](1≤j≤2nc-1)分别与正交化信号片段[x1,x2,…,xi,…,xn](1≤i≤n)相乘再求和，得到一路传输信号：
36、
37、将该传输信号作为信息信号。
38、步骤6中，参考信号和信息信号按照式(8)进行叠加：
39、
40、步骤7中参考信号经过如下的匹配滤波器得到匹配滤波信号ξ(t)：
41、
42、其中ξ(t)为匹配滤波输出信号，g(t)＝δ(-t)为基函数δ(t)的时间逆函数，τ为积分变量。
43、步骤8具体为：
44、按照t＝1/f的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于施密特正交信号重构的多载波混沌差分键控通信方法，其特征在于，同时提供两类信息传输，第一类比特信息通过混沌成型滤波器产生混沌信号，将该信号重复多次作为参考信号；将重复后的混沌信号携带的信息进行初值计算并送入二阶混杂混沌系统，产生新的混沌信号；将该信号进行分组以及施密特正交化；将正交化后的信号与第二类比特信息相乘作为信息信号；发送参考信号和多路信息信号；接收端接收到信号并下载波后，首先将参考信号经过匹配滤波器、降采样、均值滤波后恢复第一类比特信息，之后将恢复的比特信息进行初值计算并送入二阶混杂混沌系统，产生恢复的混沌信号，将该信号送入施密特正交化产生重构的正交化参考信号；将下载波的信息路信号与重构的正交化参考信号进行相关操作，恢复第二类比特信息。
2.根据权利要求1所述的基于施密特正交信号重构的多载波混沌差分键控通信方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
3.根据权利要求2所述的基于施密特正交信号重构的多载波混沌差分键控通信方法，其特征在于，步骤2中的混沌成型滤波器具体为：
4.根据权利要求2所述的基于施密特正交信号重构的多载波混沌差分键
5.根据权利要求2所述的基于施密特正交信号重构的多载波混沌差分键控通信方法，其特征在于，步骤4具体为：
6.根据权利要求2所述的基于施密特正交信号重构的多载波混沌差分键控通信方法，其特征在于，步骤5具体为：
7.根据权利要求2所述的基于施密特正交信号重构的多载波混沌差分键控通信方法，其特征在于，步骤6中，参考信号和信息信号按照式(8)进行叠加：
8.根据权利要求2所述的基于施密特正交信号重构的多载波混沌差分键控通信方法，其特征在于，步骤7中参考信号经过如下的匹配滤波器得到匹配滤波信号ξ(t)：
9.根据权利要求2所述的基于施密特正交信号重构的多载波混沌差分键控通信方法，其特征在于，步骤8具体为：
10.根据权利要求2所述的基于施密特正交信号重构的多载波混沌差分键控通信方法，其特征在于，步骤11具体为：
...【技术特征摘要】
1.基于施密特正交信号重构的多载波混沌差分键控通信方法，其特征在于，同时提供两类信息传输，第一类比特信息通过混沌成型滤波器产生混沌信号，将该信号重复多次作为参考信号；将重复后的混沌信号携带的信息进行初值计算并送入二阶混杂混沌系统，产生新的混沌信号；将该信号进行分组以及施密特正交化；将正交化后的信号与第二类比特信息相乘作为信息信号；发送参考信号和多路信息信号；接收端接收到信号并下载波后，首先将参考信号经过匹配滤波器、降采样、均值滤波后恢复第一类比特信息，之后将恢复的比特信息进行初值计算并送入二阶混杂混沌系统，产生恢复的混沌信号，将该信号送入施密特正交化产生重构的正交化参考信号；将下载波的信息路信号与重构的正交化参考信号进行相关操作，恢复第二类比特信息。
2.根据权利要求1所述的基于施密特正交信号重构的多载波混沌差分键控通信方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
3.根据权利要求2所述的基于施密特正交信号重构的多载波混沌差分键控通信方法，其特征在于，步骤2中的混沌成型滤波器具体为：<...
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