專利名稱：一種基于ukf的混沌協(xié)同通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混沌協(xié)同通信方法，特別涉及一種基于UKF的混沌協(xié)同通信方法。
背景技術(shù)：
由于混沌對初始條件的敏感性、貌似隨機(jī)的行為、連續(xù)寬帶功率譜等特征，混沌通信相對傳統(tǒng)通信來說有很多優(yōu)勢。混沌通信分為相干通信和非相干通信兩種，雖然相干通信如混沌相移鍵控(Chaos Shift Keying, CSK)具有較好的誤碼性能，但需要進(jìn)行混沛同步，在是實(shí)際通信環(huán)境中很難實(shí)現(xiàn)。差分混沛相移鍵控(differential chaos shiftkeying, DCSK)是非相干通信中的ー種經(jīng)典技術(shù)，其不需混沌同步，但是其誤碼性能明顯不如CSK通信系統(tǒng)。因此，又有很多學(xué)者提出改進(jìn)的混沌數(shù)字通信系統(tǒng)，如調(diào)頻差分混沌相移鍵控(frequency modulated differential chaos shift keying, FM-DCSK)等。但是這些系統(tǒng)很少涉及多徑衰落這ー無線通信環(huán)境中普遍存在的干擾現(xiàn)象。
分集技術(shù)是ー種在無線通信系統(tǒng)中廣泛使用的技木，其在發(fā)射端發(fā)射多個(gè)信號樣本，這些信號經(jīng)過獨(dú)立的衰落信道后在接收端合并，能有效對抗無線信道中的多徑衰落。多天線技術(shù)就是ー種重要的實(shí)現(xiàn)分集的手段。但在實(shí)際應(yīng)用中，終端設(shè)備往往只有一根天線。為了解決這ー矛盾，近年來人們提出了一種協(xié)同通信方式，該方式在多用戶環(huán)境下通過共享其它用戶的天線，形成虛擬的多天線陣列，從而實(shí)現(xiàn)空間分集。另外，近年來無先導(dǎo)卡爾曼濾波(Unscented Kalman Filtering, UKF)算法已提出并得到廣泛應(yīng)用，混沌信號的濾波便是其中ー個(gè)應(yīng)用熱點(diǎn)。與擴(kuò)展卡爾曼濾波算法(Extended Kalman Filtering, EKF)相比，UKF不需要計(jì)算雅可比矩陣且精度更高，因此更適合用于混沌信號的濾波。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種基于UKF的混沌協(xié)同通信方法，減少了參考信號所含的噪聲分量，有效地提高了誤碼性能，又可以根據(jù)信道變化的快慢，選著合適的參考信號與用戶信息信號幀數(shù)比，減少了所需發(fā)送信號幀數(shù)。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種基于UKF的混沌協(xié)同通信方法，包括以下步驟(I)在第I時(shí)隙，第I用戶同時(shí)向第2用戶和基站發(fā)送其所用的載波信號，第2用戶也同時(shí)向用戶I和基站發(fā)送其所用的載波信號；設(shè)第I時(shí)隙基站接收到第I用戶的載波信號為た)，接收到第2用戶的載波信號為J.，L (た)。(2)在第2時(shí)隙，第I用戶把接收到的第2用戶的載波信號放大后向基站轉(zhuǎn)發(fā)，第2用戶也把接收到的第I用戶的載波信號放大后向基站轉(zhuǎn)發(fā)；設(shè)第2時(shí)隙基站接收到第I用戶發(fā)送的信號為(た)，接收到第2用戶發(fā)送的信號為パ,(を)；(3)基站在接收到第I用戶和第2用戶發(fā)送的載波信號后，用UKF算法對第I用戶和第2用戶所用的載波信號進(jìn)行估計(jì)；
(4)在第 3、4…2i+l，2i+2...2M+l，2M+2 時(shí)隙，其中 i = 1，· · ·，M，第 I 用戶和第 2用戶分別用各自的載波信號調(diào)制各自的第i位用戶信息；在第2i+l時(shí)隙，第I用戶同時(shí)向第2用戶和基站發(fā)送第I用戶的第i位用戶信息，而第2用戶也同時(shí)向第I用戶和基站發(fā)送第2用戶的第i位用戶信息；在第2i+2時(shí)隙，第I用戶向基站轉(zhuǎn)發(fā)第2用戶的第i位用戶信息，同時(shí)第2用戶也向基站轉(zhuǎn)發(fā)第I用戶的第i位用戶信息”是由信道系數(shù)變化快慢決定的一個(gè)數(shù)值；當(dāng)信道系數(shù)變化比較快吋，應(yīng)選ー個(gè)較小的M值，當(dāng)信道系數(shù)變化比較慢時(shí)，應(yīng)選一個(gè)較大的M值，以便減少所需發(fā)送的載波信號幀數(shù)。(5)基站把步驟(3)所估計(jì)的載波信號作為參考信號，解調(diào)步驟(4)中第I用戶和第2用戶所發(fā)送的用戶信息。V1ld (k) = 2, hWxI (^ - O + (^) 其中是第 I 用戶到基站間的 L+1 階沖激響應(yīng)，X1 (k)是第I用戶所用的載波，wld (k)是第I用戶的加性高斯白噪聲；タL⑷= Σ;4λ(ゑ-0+ (た)，其中，是第2用戶到基站間的L+1階沖激響應(yīng)，X2 (k)是第2用戶所用的載波，w2d (k)是第2用戶的加性高斯白噪聲；V22,㈨=Σhnd·^{k- + (た)，其中が是第I用戶到第2用戶再到基站的L+1階沖激響
應(yīng);W = Σぬバ2{k- + Ww(た)’其中が是第2用戶到第I用戶再到基站的L+1階沖激響應(yīng)。步驟(3)所述用UKF算法對第I用戶和第2用戶所用的載波信號進(jìn)行估計(jì)，具體為對第I用戶，首先建立載波信號的狀態(tài)空間模型觀測方程為
權(quán)利要求
1.一種基于UKF的混沌協(xié)同通信方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)在第I時(shí)隙，第I用戶同時(shí)向第2用戶和基站發(fā)送其所用的載波信號，第2用戶也同時(shí)向用戶I和基站發(fā)送其所用的載波信號；設(shè)第I時(shí)隙基站接收到第I用戶的載波信號為Λ⑷，接收到第2用戶的載波信號為 (2)在第2時(shí)隙，第I用戶把接收到的第2用戶的載波信號放大后向基站轉(zhuǎn)發(fā)，第2用戶也把接收到的第I用戶的載波信號放大后向基站轉(zhuǎn)發(fā)；設(shè)第I時(shí)隙基站接收到第I用戶發(fā)送的信號為:^認(rèn)設(shè)第2時(shí)隙基站接收到第2用戶發(fā)送的信號為>‘(り； (3)基站在接收到第I用戶和第2用戶發(fā)送的載波信號后，用UKF算法對第I用戶和第2用戶所用的載波信號進(jìn)行估計(jì)； (4)在第3、4…2i+l，2i+2...2M+l，2M+2時(shí)隙，其中i= 1，· · ·，M，第I用戶和第2用戶分別用各自的載波信號調(diào)制各自的第i位用戶信息；在第2i+l時(shí)隙，第I用戶同時(shí)向第2用戶和基站發(fā)送第I用戶的第i位用戶信息，而第2用戶也同時(shí)向第I用戶和基站發(fā)送第2用戶的第i位用戶信息；在第2i+2時(shí)隙，第I用戶向基站轉(zhuǎn)發(fā)第2用戶的第i位用戶信息，同時(shí)第2用戶也向基站轉(zhuǎn)發(fā)第I用戶的第i位用戶信息”是由信道系數(shù)變化快慢決定的一個(gè)數(shù)值； (5)基站把步驟(3)所估計(jì)的載波信號作為參考信號，解調(diào)步驟(4)中第I用戶和第2用戶所發(fā)送的用戶信息。
2.根據(jù)權(quán)利要I所述的ー種基于UKF的混沌協(xié)同通信方法，其特征在干，
3.根據(jù)權(quán)利要2所述的ー種基于UKF的混沌協(xié)同通信方法，其特征在于，步驟(3)所述用UKF算法對第I用戶和第2用戶所用的載波信號進(jìn)行估計(jì)，具體為 對第I用戶，首先建立載波信號的狀態(tài)空間模型 觀測方程為
4.根據(jù)權(quán)利要3所述的ー種基于UKF的混沌協(xié)同通信方法，其特征在干，步驟(5)所述基站把步驟(3)所估計(jì)的載波信號作為參考信號，解調(diào)步驟(4)中第I用戶和第2用戶所發(fā)送的用戶信息，具體為 令時(shí)隙2i+l時(shí)，基站接收到第I用戶發(fā)送的信號為ァご+1(り，基站接收到第2用戶發(fā)送的信號為ァS+1 (ん)淇中i = 1，. . .，M ; 令時(shí)隙2i+2時(shí)，基站接收到第I用戶轉(zhuǎn)發(fā)的信號為>$+2(た)，基站接收到第2用戶發(fā)送的信號為>·22Γ(0; 第I用戶的第i位用戶信息為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于UKF的混沌協(xié)同通信方法，在混沌差分相移鍵控協(xié)同通信系統(tǒng)基礎(chǔ)上，應(yīng)用了UKF算法估計(jì)載波信號，并把估計(jì)的載波信號作為參考信號，解調(diào)后續(xù)放發(fā)送的用戶信息信號。本發(fā)明通過UKF算法減少了參考信號所含的噪聲分量，有效地提高了誤碼性能，又可以根據(jù)信道變化的快慢，選著合適的參考信號與用戶信息信號幀數(shù)比，減少了所需發(fā)送信號幀數(shù)。
文檔編號H04L27/00GK102868652SQ20121026624
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者胡志輝, 謝宗伯, 馮久超 申請人:華南理工大學(xué)