基于混杂系统的差分混沌键控通信方法

摘要

本发明公开了一种基于混杂系统的差分混沌键控通信方法，步骤包括：步骤1、设置通信系统参数；步骤2、准备待发送的二进制信息；预置二进制信息；步骤3、产生混沌信号u₁；步骤4、准备发射信号u₃；步骤5、对接收信号进行混沌匹配滤波；步骤6、判断码元的极性，分别对两段信号进行相关操作，至此解码得到恢复信号，通信完成。本发明方法，在保证通信系统可靠性的基础上有效简化了系统结构，易于微处理器实现和集成化；在低信噪比下能够正常工作，提高了通信系统的可靠性；传输信号适应信道带宽，抗窄带干扰能力强。

主权项

一种基于混杂系统的差分混沌键控通信方法，其特征在于，该方法按照以下步骤实施：步骤1、设置通信系统参数设定发送信息的速率为R_b，单位是bit/s；对应的码元周期为T_b，扩频信号基频率为f；混杂系统符号产生的速率为R_c，单位是bit/s；切换周期T_c＝1/R_c＝1/f，扩频增益L＝R_c/R_b＝(1/T_c)/(1/T_b)＝T_b/T_c；步骤2、准备待发送的二进制信息预置二进制信息B_n＝{b₁,b₂,......,b_n}，其中b_i为+1或‑1，i＝1,2,…,n代表发射的第i位二进制信息；步骤3、产生混沌信号u₁采用如下混杂系统模型产生混沌信号u₁：${\stackrel{··}{u}}_1-2\beta {\stackrel{·}{u}}_1+({\omega }^2+{\beta }^2)(u_1-s)=0,---\left(1\right)$当s(t)＝sgn(u₁(t))；当s(t)保持不变，其中的$\mathrm{sgn}\left(u_1\right(t\left)\right)=\left\{\begin{array}{c}1,u_1\left(t\right)\ge 0\\ -1,u_1\left(t\right)<0\end{array}\right.,---\left(2\right)$参数ω＝2πf，β＝f ln2，f为扩频信号基频率，离散状态s的切换周期为T_c＝2π/ω＝1/f；步骤4、准备发射信号对于第i位待发送的二进制信息，前半个码元周期(i‑1)T_b≤t<(i‑1)T_b+T_b/2发送u₁(t)，(i‑1)T_b/2≤t<iT_b/2作为参考信号；后半个码元周期(i‑1)T_b+T_b/2≤t<iT_b发送前半个码元周期发送的信号乘以待发送码元+1或‑1，通过调制器处理，得到最终调制好的发射信号u₃；步骤5、对接收信号进行混沌匹配滤波发射信号u₃通过信道后转变为接收端得到的接收信号v，接收端接收后将该接收信号v送入混沌匹配滤波器中进行混沌匹配滤波，见下式：$\left\{\begin{array}{c}\stackrel{··}{\xi }\left(t\right)+2\beta \stackrel{·}{\xi }\left(t\right)+({\omega }^2+{\beta }^2)\left(\xi \right(t)-\eta (t\left)\right)=0\\ \stackrel{·}{\eta }=v\left(t+T_c\right)-v\left(t\right)\end{array}\right.,---\left(3\right)$其中ξ为混沌匹配滤波器输出，η为中间变量；步骤6、判断码元的极性混沌匹配滤波器的输出信号ξ，信号ξ中对应第i个二进制信息的部分(i‑1)T_b≤t<iT_b，按照码元周期被分为前后半个码元周期，分别记作：ξ_1i(t)＝ξ(t+(i‑1)T_b)和ξ_2i(t)＝ξ(t+(i‑1)T_b+T_b/2)，0≤t<T_b/2，相关操作按照下式进行计算：$Z_i\left(t\right)={\int }_0^{T_b/2}{\xi }_{1i}\left(\tau \right){\xi }_{2i}\left(t\right)dt,---\left(4\right)$计算得到的为解码后的码元极性，完成码元极性的判断，按照式(4)分别对这两段信号进行相关操作，第一个码元的恢复信号为第二个码元的恢复信号为至此解码得到恢复信号，通信完成。