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专利号: 2014107338697
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种利用混沌和MIMO相结合的通信方法,其特征在于:包括以下步骤:

步骤一:在发送端采用Tent映射,产生两个不同的混沌信号;两个不同的混沌信号Xn和Yn各自经过FM调制后变成信号Xi、Yj,分别表示调节参数不同的混沌信号;

步骤二:发送端把信息mi串并转换后变成两个双极性信号ak和bk,两路信息信号分别作用于两条信道;信道1中传输的混沌序列Xi被延迟L,然后再经过分段循环移位器,被分为M段,M段信号由信息信号bk决定循环右移的位数,形成承载信息携带信号T(Xi-L,bk),承载信息携带信号T(Xi-L,bk)再与信道2发送的混沌序列Yj相加,形成信道2的发送端发送序列S2;

信道1的发送端发送序列S1,也同样由Yj被信息信号ak作用后的循环延迟序列,形成的承载信息携带信号T(Yj-L,ak)和Xi相加形成;在发送端有两条信道,分别发射两个混沌信号,信道

1发射混沌信号Xn,经过FM调制,生成混沌序列Xi,信道2发射混沌信号Yn,经过FM调制,生成混沌序列Yj;将两条信道上作为参考信号的延迟L的混沌序列Xi-L和Yj-L等分成4个信号段,分别为信号段 和信号段 形成承载信息的信号T(Yj-L,ak)和承载信息的信号T(Xi-L,bk);当信息码元ak和信息码元bk分别取不同数值时,若ak发送信息码元"i"(i=1,2,3,4),承载信息的信号T(Yj-L,ak)等价于将参考信号右移"i"个信号段;同理,当bk发送不同的信息码元时,承载信息的信号T(Xi-L,bk)将参考信号做相应的移位;

具体的承载信息T(Yj-L,ak)如下:

得到的信道1的发送信号S1表示为:S1=Xi+T(Yj-L,ak);

步骤三:传输序列S1与第一条信道噪声ξ1作用,得到第一条信道接收端序列R1,同理,传输序列S2与第二条信道噪声ξ2作用,得到第二条信道接收端序列R2;在接收端,将接收到的携带信息的混沌序列R1与R2分别延迟L,得到Ri-L送入相应的移位器,每经过一个移位器向右循环移位一次,经过3次移位,形成4种排列;由于两条信道是对称形式,信道1信息码元ak为不同码元信息时,则有R1被延迟L后的四种排列为:步骤四:在接收端采用非相干解调方式来恢复信号,即把接收到的信号序列R1和R2分别延迟L后依次通过三个移位器,形成移位后信号,每一个移位器后的移位信号再与收到的信号序列R1或R2做相关运算,其中R1的延迟序列,经过移位器后同R2做相关运算,R2的延迟序列经过移位器后同R1做相关运算;在解调端,将接收到的携带信息的混沌序列延迟L,然后通过移位器,再与另外一条信道接收的混沌序列做相关;将解码器中4个相关系数Z0,Z1,Z2,Z3进行比较,选出最大值,确定发送端循环右移的位数,进而解码出发送端发送的信息码元;

信道1,经过不同移位器后对应的混沌序列:

步骤五:基于混沌信号良好的自相关特性,根据相关器的输出的相关系数Z0,Z1,Z2,Z3的大小对比,即可解码出发送端发送的信息信号ak和bk;信道1的接收端接收的混沌序列R1,延迟L再经过移位后的输出结果,每个输出结果同R2作相关运算,当且仅当信道1的接收端右移0位时,4个信号段中的所有包含Xi-L的信号段完全对应,做互相关时输出最大值;同理,ak发送其他信息码元时,只有在4个信号段中的所有包含Xi-L的信号段完全对应,做互相关时输出最大值,对比Z0,Z1,Z2,Z3的大小,即解码出信息码元bk发送的信息;若最大值是Z0,则解码出发送端信息码元ak发送的是信息“0”;若最大值是Z1,则解码出发送端信息码元ak发送的是信息“1”;若最大值是Z2,则解码出发送端信息码元ak发送的是信息“2”;若最大值是Z3,则解码出发送端信息码元ak发送的是信息“3”;

至此完成所有步骤;

由于信道1与信道2具有对称性,以及M段信号对应做相关,每段信号的互相关结果相同,取信息码元ak发送“0”时,信道1的没有移位的接收信号的第一个信号段同信息码元bk为“0”时的信道2的接收混沌序列R2的第一个信号段 做相关,所

计算出的误码率,即为整个系统的误码率;相关器的输出结果为:

令Si=A+ξ+η A>0,

其中

A=Eb/(2M),表示信号能量;ζ信息信号经过信道所增加的噪声干扰,η代表处有用信息信号外的噪声项总和;当M逐渐增加时η·ζ逐渐趋于高斯分布,在这里需要确定η+ζ的均值与方差;ζ和η之间的互相关为0,η·ζ的均值E[ζη]=0;因为η、ζ之间相互独立,η、ζ之间的协方差为0,同时由η,ζ相互独立得 为η+ζ方差;η的方差表达式为:N0是噪声功率谱密度,ζ的方差依赖于Tent帐篷映射,帐篷映射的方差为:

则,η+ζ方差为:

整个系统的误码率计算为: