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专利号: 2020114323526
申请人: 西安工业大学
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于混沌成型滤波和相互校验的差分混沌键控方法,其特征在于,按照以下步骤具体实施:

步骤1、设置通信系统参数;

步骤2、准备待发送的第k帧HPS信息bk,对应的LPS信息Αk=(ak,1,ak,2,...,ak,N)和预定义的映射码Φ=(φ1,φ2,...,φP),其中HPS信息、LPS信息、映射码均为+1或‑1;

步骤3、LPS信息数据映射;

步骤4、LPS信息经过数据映射后,再将映射序列送入如下混沌成型滤波器得到混沌参考信号;

步骤5、HPS信息调制,将混沌参考信号uk(t)乘以HPS信息bk,得到传输信息信号ek(t)=bkuk(t),(k‑1)Tb≤t

步骤6、准备发射信号;

步骤7、接收信号下载频及匹配滤波;

步骤8、匹配滤波信号最大信噪比点采样;

步骤9、HPS信息估计;

步骤10、LPS信息估计;

步骤11、HPS、LPS估计信息相互校验,完成解码过程。

2.根据权利要求1所述的基于混沌成型滤波和相互校验的差分混沌键控方法,其特征在于:所述的步骤1中,具体过程是,分别设置混沌成型滤波器基频频率f、采样频率fs、低优先级数据流的LPS信息的码元周期Ta、高优先级数据流的HPS信息的码元周期Tb,则混沌符号过采样率ns=fs/f,一帧信号传输1个HPS信息,N=Tb/Ta个LPS信息,LPS信息映射编码长度P=fTa,HPS信息扩频增益L=fsTb。

3.根据权利要求2所述的基于混沌成型滤波和相互校验的差分混沌键控方法,其特征在于:所述的步骤3中,具体过程是,将LPS信息Αk=(ak,1,ak,2,...,ak,N)送入数据映射模块,得到数据映射后二进制序列,表达式见式(1):其中sk,m为第k帧映射序列Sk的第m个元素,Sk的序列长度为M=PN。

4.根据权利要求3所述的基于混沌成型滤波和相互校验的差分混沌键控方法,其特征在于 :所述的步骤4中 ,具体过程是 ,混沌参考信号的表达式见式(2) :其中t∈[(k‑1)Tb,kTb)为系统时间,uk(t)为输出的第k帧混沌参考信号,sk,m定义与步骤3中相同,f为步骤1中设定的混沌成型滤波器基频频率, 是小于t和f乘积的最大整数,Np为满足当t≤‑Np/f时基函数δ(t)≈0的正整数,混沌基函数δ(t)的表达式见式(3):其中ω=2πf,β=f ln2为系统参数。

5.根据权利要求4所述的基于混沌成型滤波和相互校验的差分混沌键控方法,其特征在于:所述的步骤6中,具体过程是,将混沌参考信号uk(t)和传输信息信号ek(t)分别以一对正交载波上载频发送,得到发射信号,表达式见式(4):Tk(t)=uk(t)sin(2πfct)+ek(t)cos(2πfct),(k‑1)Tb≤t<kTb    (4)其中fc为载波频率。

6.根据权利要求5所述的基于混沌成型滤波和相互校验的差分混沌键控方法,其特征在于:所述的步骤7中,具体过程是,接收信号vk(t)=Tk(t)+w(t),其中w(t)为信道噪声,接收信号乘以与步骤6同频同相的正交载波得到下载频信号,表达式见式(5):将两路下载频信号 和 送入如下的匹配滤波器,得到滤波输出信号,表达式见式(6):其中(·)分别表示I路和Q路, 和 分别表示第k帧I路和Q路的滤波输出信号,g(t)=δ(‑t)表示基函数δ(t)的时间逆函数,τ为积分变量。

7.根据权利要求6所述的基于混沌成型滤波和相互校验的差分混沌键控方法,其特征在于:所述的步骤8中,具体过程是,以采样频率1/f分别对匹配滤波输出信号 和的最大信噪比点采样,得到包含M个采样点的I路和Q路采样序列 和 其中第m个最大信噪比采样点 见式(7):

8.根据权利要求7所述的基于混沌成型滤波和相互校验的差分混沌键控方法,其特征在于:所述的步骤9中,具体过程是,将采样序列 和 累加求和,得到判决向量,表达式见式(8):

第k帧的HPS信息bk估计见式(9):

9.根据权利要求8所述的基于混沌成型滤波和相互校验的差分混沌键控方法,其特征在于:所述的步骤10中,具体过程是,通过采样序列 和估计的 计算第三路采样序列 的第m个采样值 见式(10):将序列 和 中的M个元素依次送入下式得到各自的N个判决向量见式(11):其中[·]分别表示I路、M路和Q路,步骤1给出了LPS信息映射数据长度P,步骤2给出了预定义的扩频映射码Φ=(φ1,φ2,...,φP),采用I路、M路和Q路的判决向量分别对第k帧的LPS信息进行估计,并定义估计信息分别为 和 其中第n个估计信息表达式见式(12):

10.根据权利要求9所述的基于混沌成型滤波和相互校验的差分混沌键控方法,其特征在于:所述的步骤11中,具体过程是,将估计信息 和 按照下式累加求和,表达式见式(13):

其中上标Tr表示转置操作,

HPS信息按照下式恢复,表达式见式(14):其中sgn函数表达式见式(15):LPS信息按照下式恢复,表达式见式(16):