时空混沌矢量伪随机码发生器偏移载波调制方法和系统

摘要

本发明公开了一种时空混沌矢量伪随机码发生器偏移载波调制方法和系统，本发明构建了矢量伪随机码发生器，首先，对单个复数状态矢量的分量实部和虚部当前位置和偏移位置的当前状态值分别采用多种不同非线性函数进行作用，分别以扩散系数、互耦合系数为权值进行加、减、乘、或除的混合运算，经过状态迭代产生随时间分布的复数伪随机数序列，其次从状态分量实部和虚部相关分量抽头提取实数伪随机数序列，再以实数偏移载波调制二值化并模二和或二值化后与二值化实数偏移载波模二和，在组合频率处通过带通滤波器输出得到所需频率偏移的测距码。本发明可广泛应用于卫星导航系统，也可用于各种测距系统、通信系统、广电系统、控制系统等方面。

主权项

一种时空混沌矢量伪随机码发生器偏移载波调制方法，用于无偏移载波调制，其特征是，包括：S1构建矢量伪随机码发生器G，G由单个复数状态矢量X+Yj构成，在I_M+N维线性空间其分量为{x(i)+y(i)j}，称为复数状态分量，{x(i)}和{y(i)}为一系列顺序排列且分别相互耦合的状态分量；i表示复数状态分量的位置序号，i＝1,2,...I_M+N，I_M、N均为正整数，前或后I_M个复数状态分量记为扩展复数状态分量，其位置序号i∈[1,I_M]或i∈[N+1,N+I_M]；后或前N个复数状态分量记为有效复数状态分量，其位置序号i∈[I_M+1,I_M+N]或i∈[1,N]，有效复数状态分量{x(i)}和{y(i)}分别构成伪随机码发生器G₁、G₂；S2扩展复数状态分量构成G₀，扩展复数状态分量数大于或等于预设的位置偏移量最大值；S3构建分别作用于有效复数状态分量实部和虚部当前位置和偏移位置当前状态值的非线性函数，具体为：作用于实部或虚部当前位置和偏移位置当前状态值的非线性函数为一组相同次方或不同次方的含不同参数值的函数和/或复合函数和/或变量，以函数和/或复合函数的非线性强度为权，将一部分函数和/或复合函数加权求和得实部或虚部的第一函数项，将剩余函数和/或复合函数加权求和得实部或虚部的第二函数项；以变量的非线性强度为权，将一部分变量加权求和得实部或虚部的第一变量项，将剩余变量加权求和得实部或虚部的第二变量项；将第一函数项、第二函数项、第一变量项和第二变量项按预设方式进行包括加、减、乘、除中至少两种运算的混合运算，再加上对应实常数项，所得多项式即作用于实部或虚部当前位置和偏移位置当前状态值的非线性函数；S4参数初始化及采用伪随机数序列或由不同实数构成的实数序列初始化G中有效复数状态分量和G₀中扩展复数状态分量的状态值；S5使用构建的多组非线性函数分别对有效复数状态分量实部和虚部当前位置和偏移位置的当前状态值进行作用，得实部作用值和虚部作用值；以不同的扩散系数、互耦合系数分别为实部作用值和虚部作用值的加权系数，对实部作用值和虚部作用值分别进行加、减、乘、除或包含加、减、乘、除中至少两种运算的混合运算，通过状态迭代产生随时间分布的复数伪随机数序列；S6采用当前有效复数状态分量获得的复数伪随机数序列或实数序列，修改G₀中扩展复数状态分量的状态值,或利用这些修改的状态值相互间进行重新组合排列；然后，读取G中下一个有效复数状态分量，对下一个有效复数状态分量执行步骤S5；当G中所有有效复数状态分量均完成状态迭代，执行步骤S7；S7分别从G₁和G₂中相关分量抽头提取随时间分布的实数伪随机数序列，分别记为实部第一伪随机数和虚部第一伪随机数；S8对实部第一伪随机数和虚部第一伪随机数中绝对值大于第一阈值的绝对值的尖峰值，以尖峰值前后相邻值的统计分析值代替尖峰值，得实部第二伪随机数和虚部第二伪随机数；去尖峰用于调整伪随机数的状态值，改变后续产生测距码的码型；第一阈值设为尖峰值前或后邻近值的绝对值一倍的值；S9将实部第二伪随机数和虚部第二伪随机数中各实数随机数按时间顺序分别与第一基准值比较，若大于第一基准值，则该实数随机数取值1；否则取值0，即可获得二值化的第一伪随机码和第二伪随机码；第一基准值分别为描述实部第二伪随机数和虚部第二伪随机数中实数伪随机数中间值大小的统计量；S10将第一伪随机码和第二伪随机码进行模二和，得伪随机性良好的第三伪随机码，即无频率偏移测距码；S11采用无频率偏移测距码对卫星导航信号进行跟踪捕获。