融合码下标调制的多进制差分混沌移位键控调制解调器制造技术

融合码下标调制的多进制差分混沌移位键控调制解调器，涉及无线通信。提供可避免接收机使用延时单元，同时提升系统传输数据率的融合码下标调制的多进制差分混沌移位键控调制解调器。利用Walsh码的下标值作为传输信息比特的载体，增加了系统传输的比特数，有效地提高了系统的传输数据率和能量效率。通过正交码复用的方式，有效地消除了延时单元，降低了系统实现的复杂度。在AWGN信道和多径瑞利衰落信道下的仿真表明，相比于常规DCSK，码下标调制的多进制DCSK系统具有一定的性能优势。

【技术实现步骤摘要】
融合码下标调制的多进制差分混沌移位键控调制解调器
本专利技术涉及无线通信，尤其是涉及一种融合码下标调制的多进制差分混沌移位键控调制解调器。
技术介绍
混沌信号不仅易于产生，而且产生的成本低，它具有宽带、非周期和类似噪声等特性，使得以混沌信号为载波的混沌通信系统成为传统扩频通信系统的低成本替代方案。同时，混沌通信在保密通信、短距离通信和超宽带通信系统中也具有很强的竞争力。差分混沌移位键控(DCSK:DifferentialChaoticShiftKeying)作为混沌通信系统的一种，具有一般混沌通信系统的优点。且DCSK系统具有非常简单接收机结构，在多径衰落信道和时变信道下性能良好。现有的差分混沌移位键控系统使用混沌信号作为载波，在发射端，系统通过混沌映射的方式产生混沌信号，在传输信号的前半个符号周期内传输该混沌信号作为参考信号。在传输信号的后半个符号周期内，根据传输信息比特的值重复或反转的该混沌信号作为信息承载信号，即当信息比特为1时，重复传输该混沌信号；当信息比特为0时，传输该混沌信号的反转信号。DCSK系统接收端接收到经过信道的传输信号，一个周期的传输信号包含参考信号和信息承载信号两部分，接收端将这两部分信号送入自相关接收机，计算这两部分信号之间的相关特性，根据计算得到的相关特性结果来判决传输的信息比特，若相关特性结果大于0，则传输的信息比特为“1”；否则传输的信息比特为“0”。现有的差分混沌移位键控调制解调器是通过参考段信号(前β个采样信号)和信息承载段信号(后β个采样信号)在时域上正交复用实现的。DCSK的发送信号时隙结构如图1所示，由于DCSK信号的半个符号周期被用于传输参考信号，而参考信号不携带信息，导致了现有的DCSK系统传输数据率和能量效率低下。此外，现有的DCSK系统在接收端需要对接收信号进行半个符号周期的延时，需要相应的延时电路。对于DCSK接收中的相关器有两种实现方案，即数字实现和模拟实现，对于数字实现，当宽带传输时，如超宽带(UWB)，需将模拟信号转换为数字信号，在数字域实现信号延时，但是UWB的带宽通常都达到数个GHZ，这必然要求接收机前端的A/D转换具有很高的采用频率，使得接收机的功耗和成本都急剧增加。而如果接收机相关器采用模拟实现，则要对宽带信号进行延时，就目前的技术来说，要实现宽带信号长的模拟延时也难以做到低成本的集成。因此提升系统效率的同时消除接收机中的延时单元成为现有差分混沌移位键控调制解调器亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有的差分混沌移位键控调制解调器半个符号周期不承载信息，导致了系统的传输数据率和能量效率低下，以及在宽带传输时实现困难等问题，提供可避免接收机使用延时单元，同时提升系统传输数据率的融合码下标调制的多进制差分混沌移位键控调制解调器。本专利技术包括调制器和解调器；所述调制器设有：信源RCG；比特符号转换器BC1,BC2,BC3；切换开关SW2,1,SW2,2,SW3,1,SW3,2；方波发生器S1,1,S1,2,...,S1,2N,S1,R；乘法器M1,1M1,2,...,M1,2N,M1,R,Ma,Mb；M-aryDCSK编码器EC；加法器ADD；所述信源RCG包括：混沌载波发生器G、延时单元D1,D2,...,DP-1、切换开关SW1；由方波发生器S1,1,S1,2,...,S1,N分别连接对应的乘法器M1,1M1,2,...,M1,N，乘法器M1,1M1,2,...,M1,N分别连接切换开关SW2,1、SW2,2的对应节点T2,1,1,T2,1,2,...,T2,1,N、T2,2,1,T2,2,2,...,T2,2,N组成第一支路；由方波发生器S1,N+1,S1,N+2,...,S1,2N分别连接对应的乘法器M1,N+1M1,N+2,...,M1,2N，乘法器M1,N+1M1,N+2,...,M1,2N分别连接到切换开关SW3,1、SW3,2的对应节点T3,1,1,T3,1,2,...,T3,1,N、T3,2,1,T3,2,2,...,T3,2,N组成第二支路；所述解调器设有：接收器R；方波发生器S2,1,S2,2,...,S2,2N,S2,R；乘法器M2,1,M2,2,...,M2,2N,M2,R,M3,1,M3,2,...,M3,2N；累加器AC1,AC2,...,AC2N；取绝对值器AB1,AB2,...,AB2N；比较器CP1,CP2；切换开关SW4,SW5；码下标检测器CD1,CD2；选择器SL1,SL2；符号比特转换器SC1,SC2,SC3；判决器DE；由方波发生器S2,1、乘法器M2,1,M3,1、累加器AC1和取绝对值器AB1串联组成分支1；由方波发生器S2,2、乘法器M2,2,M3,2、累加器AC2和取绝对值器AB2串联组成分支2，以此类推，共组成2N个分支。本专利技术将传输的信息比特映射在第一支路和第二支路的Walsh码的选择上，通过在发射端利用信息比特转换成信息映射符号选择相应的Walsh码，在接收端比较输出信号的绝对值大小来检测发送端所选择的Walsh码，并将检测出的Walsh码下标值作为信息映射符号的估计值，将其解映射后得到信息映射比特的估计值。码下标调制利用Walsh码的下标值作为传输信息比特的载体，有效地提高了现有DCSK系统的传输数据率，此外，本专利技术利用两个正交的Walsh码实现对两路正交信号符号的传输，从而实现了多进制的调制，多进制调制方式可有效地增加了现有DCSK系统的传输数据率。另外，由于本专利技术将差分混沌移位键控的参考信号和信息承载信号复用在相互正交的Walsh码上，使得参考信号和信息承载信号在码域上实现正交，而在时域上是重叠的，这样就消除了接收机中的延时电路，从而降低了系统实现的复杂度。附图说明图1为现有DCSK的发射信号时隙结构示意图；图2为本专利技术实施例的组成结构示意图；图3为本专利技术实施例的信源RCG组成结构示意图；图4为Walsh码码长为8的Walsh码分配方案及其传输的映射比特数；图5为融合码下标调制的多进制DCSK的发射信号时隙结构示意图；图6为融合码下标调制的多进制DCSK解调器的组成结构示意图；图7为加性高斯白噪声(AWGN)信道下，码下标调制的多进制DCSK在不同Walsh码码长下与常规DCSK的误比特率性能比较，调制进制数为4，扩频因子为128；图8为加性高斯白噪声(AWGN)信道下，码下标调制的多进制DCSK在不同Walsh码码长下与常规DCSK的误比特率性能比较，调制进制数为8，扩频因子为128；图9为多径瑞利(Rayleigh)衰落信道下，码下标调制的多进制DCSK在不同Walsh码码长下与常规DCSK的误比特率性能比较，调制进制数为4，扩频因子为512；图10为多径瑞利(Rayleigh)衰落信道下，码下标调制的多进制DCSK在不同Walsh码码长下与常规DCSK的误比特率性能比较，调制进制数为8，扩频因子为512。具体实施方式图2给出融合码下标调制的多进制DCSK调制器的组成结构示意图，系统传输的每帧比特流表示为其中比特流表示第一支路码下标调制的信息映射比特流，映射成信息映射符号al,CIM；比特流表示第二支路的码下标调制的信息映射比特流，映射成信息映射符号bl本文档来自技高网...

【技术保护点】
融合码下标调制的多进制差分混沌移位键控调制解调器，其特征于其包括调制器和解调器；所述调制器设有：信源RCG；比特符号转换器BC

【技术特征摘要】
1.融合码下标调制的多进制差分混沌移位键控调制解调器，其特征于其包括调制器和解调器；所述调制器设有：信源RCG；比特符号转换器BC1,BC2,BC3；切换开关SW2,1,SW2,2,SW3,1,SW3,2；方波发生器S1,1,S1,2,...,S1,2N,S1,R；乘法器M1,1M1,2,...,M1,2N,M1,R,Ma,Mb；M-aryDCSK编码器EC；加法器ADD；所述信源RCG包括：混沌载波发生器G、延时单元D1,D2,...,DP-1、切换开关SW1；由方波发生器S1,1,S1,2,...,S1,N分别连接对应的乘法器M1,1M1,2,...,M1,N，乘法器M1,1M1,2,...,M1,N分别连接切换开关SW2,1、SW2,2的对应节点T2,1,1,T2,1,2,...,T2,1,N、T2,2,1,T2,2,2,...,T2,2,N组成第一支路；由方波发生器S1,N+1,S1,N+2,...,S1,2N分别连接对应的乘法器M1,N+1M1,...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭云生，徐位凯，王琳，洪少华，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建,35