1.一种基于混合索引的差分混沌相移键控通信方法,其特征在于,包括:基于混合索引的差分混沌相移键控发送信号调制方法及基于混合索引的差分混沌相移键控接收信号解调方法;其中,所述混合索引为混合索引比特,包括载波索引比特和载波数目索引比特,将载波索引比特和载波数目索引比特混合,调制发送信号,然后基于载波索引比特和载波数目索引比特混合,解调信号。
2.根据权利要求1所述的基于混合索引的差分混沌相移键控通信方法,其特征在于,所述基于混合索引的差分混沌相移键控发送信号调制方法的过程为:S1.生成混沌信号cx,设置N个不同频率的子载波f0,f1,…,fN,将混沌信号cx作为参考信号,将参考信号进行脉冲整形,利用f0频率的子载波承载脉冲整形后的参考信号并发送;
S2.将步骤S1生成的混沌信号cx分别进行索引选择及希尔伯特变换,其中,希尔伯特变换后得到第一子载波激活混沌信号cy,将第一子载波激活混沌信号cy也进行索引选择;
S3.将初始信息比特进行分割,得到索引比特ak与调制比特bk,索引比特ak决定承载信息比特的参考信号的选取,索引比特ak作用于已进行索引选择的子载波激活混沌信号cx和第一子载波激活混沌信号cy,得到子载波所使用承载调制比特的混沌信号ck;
S4.将混沌信号ck与调制比特bk进行混沌调制,混沌调制后的信号进行脉冲整形,分别利用f1,…,fN频率的子载波承载脉冲整形后的信号并发送。
3.根据权利要求2所述的基于混合索引的差分混沌相移键控通信方法,其特征在于,所述基于混合索引的差分混沌相移键控接收信号解调方法的过程为:SA.设发送信号经信道传输后的接收信号为r(t),t表示信号的时刻;对r(t)中频率f0,f1,…,fN的子载波进行分离,得到f0频率的子载波中的信号r0(t)及f1,…,fN频率的子载波中的信号r1(t),…,rN(t);
SB.对f0频率的子载波中的信号r0(t)进行希尔伯特变换,得到信号SC.将f0频率的子载波中的信号r0(t)分别与f1,…,fN频率的子载波中的信号r1(t),…,rN(t)进行相关,得到第一相关变量Ij,j=1,2,…,N,将信号 分别与f1,…,fN频率的子载波中的信号r1(t),…,rN(t)进行相关,得到第二相关变量 j=1,2,…,N;
SD.将第一相关变量Ij与第二相关变量 分别取绝对值后相减,得到最终决策变量ξj;
SE.基于最终决策变量ξj对索引比特ak进行恢复;
SF.根据索引比特ak判断子载波激活所采用的混沌信号,进一步求解解调调制比特bk的决策度量,根据决策度量,解调出调制比特bk。
4.根据权利要求3所述的基于混合索引的差分混沌相移键控通信方法,其特征在于,步骤S1生成的混沌信号cx进行希尔伯特变换变换后得到第一子载波激活混沌信号cy,混沌信号cx与第一子载波激活混沌信号cy的关系满足:其中,β表示信号的采样点数;i表示第i个采样点次序;
设t表示信号时刻,索引比特ak作用于已进行索引选择的子载波激活混沌信号cx和第一子载波激活混沌信号cy,得到子载波所使用承载调制比特的混沌信号ck时,在信号时刻t满足:
其中,cx(t)表示t时刻子载波激活混沌信号;cy(t)表示t时刻第一子载波激活混沌信号;ck(t)表示t时刻子载波所使用承载调制比特的混沌信号。
将混沌信号ck与调制比特bk进行混沌调制,在t时刻,混沌调制后的信号满足:其中,ck(t)表示t时刻子载波所使用承载调制比特的混沌信号。
5.根据权利要求4所述的基于混合索引的差分混沌相移键控通信方法,其特征在于,设t表示信号时刻,在t信号时刻f0频率的子载波承载的脉冲整形后的信号表示为:s1(t)=cx(t)cos(2πf0)其中,cx(t)表示t时刻子载波激活混沌信号;f0表示子载波的频率,s1(t)表示t信号时刻f0频率的子载波承载的脉冲整形后的信号;
在t信号时刻,f1,…,fN频率的子载波承载的脉冲整形后的信号表示为:其中,s2(t)表示f1,…,fN频率的子载波承载的脉冲整形后的信号;N表示f1,…,fN频率的子载波的数目;ck(t)表示t时刻子载波所使用承载调制比特的混沌信号;
基于混合索引的差分混沌相移键控发送信号表示为:其中,s(t)表示基于混合索引的差分混沌相移键控发送信号。
6.根据权利要求5所述的基于混合索引的差分混沌相移键控通信方法,其特征在于,当第j路子载波使用的混沌信号为cx时,则步骤SC中所述第一相关变量Ij的表达式为:第二相关变量 的表达式为:
其中,A,B,C,D项均为噪声干扰项;j表示子载波的路次;β表示扩频因子,n0为参考信号的加性高斯白噪声, 为n0的希尔伯特变换,nj为第j路子载波的加性高斯白噪声;
步骤SD所述将第一相关变量与第二相关变量分别取绝对值后相减,得到最终的决策变量ξj的表达式为:
忽略噪声干扰,决策变量ξj表示为:即ξj大于0;当第j路子载波使用的混沌信号为cy时,决策变量ξj表示为:基于最终决策变量ξj对索引比特ak进行恢复的公式为:
7.根据权利要求6所述的基于混合索引的差分混沌相移键控通信方法,其特征在于,步骤SF所述的根据索引比特ak判断子载波激活所采用的混沌信号的过程为:当索引比特ak为0时,t时刻子载波所使用承载调制比特的混沌信号为cy(t),子载波激活所采用的混沌信号为cy,解调调制比特bk的决策度量的表达式为:当索引比特ak为1时,t时刻子载波所使用承载调制比特的混沌信号为cx(t),子载波激活所采用的混沌信号为cx;解调调制比特bk的决策度量的表达式为:调制比特bk解调公式为:
8.一种基于混合索引的差分混沌相移键控通信系统,其特征在于,所述系统包括用于实现权利要求1所述的基于混合索引的差分混沌相移键控发送信号调制方法的发射机及用于实现权利要求1所述的基于混合索引的差分混沌相移键控发送信号调制方法的接收机。
9.根据权利要求8所述的基于混合索引的差分混沌相移键控通信系统,其特征在于,所述发射机包括:
混沌信号发生器,用于生成混沌信号cx;
第一希尔伯特变换器,用于对混沌信号cx进行希尔伯特变换,得到第一子载波激活混沌信号cy;
索引选择器,用于对混沌信号cx和第一子载波激活混沌信号cy进行索引选择;
比特分割器,用于对初始信息比特进行分割,得到索引比特ak与调制比特bk;
索引比特ak输入至索引选择器,作用于已进行索引选择的子载波激活混沌信号cx和第一子载波激活混沌信号cy,得到子载波所使用承载调制比特的混沌信号ck;
混沌调制器,将混沌信号ck与调制比特bk进行混沌调制,得到N路混沌调制信号;
N+1个脉冲整形器,用于对N路混沌调制信号进行脉冲整形以及对一路混沌信号cx进行脉冲整形;
N+1个载波乘法器,利用N个f1,…,fN频率的子载波分别与N路已脉冲整形的混沌调制信号相乘;利用一个f0频率的子载波与一路已进行脉冲整形的混沌信号cx相乘;
加法器,用于汇集N+1个载波乘法器对应f0,f1,…,fN频率的子载波所承载的脉冲整形后的信号后发射。
10.根据权利要求9所述的基于混合索引的差分混沌相移键控通信系统,其特征在于,所述接收机接收发射机发射的信号后进行解调,设信号为r(t),t表示信号的时刻:所述接收机包括:
N+1个匹配滤波器,用于将接收的信号分离出频率f0,f1,…,fN的子载波,得到f0频率的子载波中的信号r0(t)及f1,…,fN频率的子载波中的信号r1(t),…,rN(t)第二希尔伯特变换器,用于对f0频率的子载波中的信号r0(t)进行希尔伯特变换,得到信号
第一相关器,将f0频率的子载波中的信号r0(t)分别与f1,…,fN频率的子载波中的信号r1(t),…,rN(t)进行相关,得到第一相关变量Ij,j=1,2,…,N;
第二相关器,将信号 分别与f1,…,fN频率的子载波中的信号r1(t),…,rN(t)进行相关,得到第二相关变量 j=1,2,…,N;
决策变量计算器,将第一相关变量Ij与第二相关变量 分别取绝对值后相减,得到最终决策变量ξj;
门限判决器,根据最终决策变量ξj对索引比特ak进行恢复,得到索引比特ak;
调制比特解调器,根据索引比特ak判断子载波激活所采用的混沌信号,进一步求解解调调制比特bk的决策度量,根据决策度量,解调出调制比特bk。