本發(fā)明涉及通信，具體涉及一種基于參考調制的差分混沌移位鍵控調制器、解調器及方法。

背景技術：

1、近年來，基于混沌的非相干通信系統(tǒng)因其低成本、低功耗的特點而備受關注，在近距離無線通信中具有很大的應用潛力。差分混沌移位鍵控(differential?chaos?shiftkeying，?dcsk)系統(tǒng)作為一種很有發(fā)展前途的基于混沌的非相干通信系統(tǒng)，以其簡單的硬件結構和優(yōu)異的抗多徑衰落性能成為研究最廣泛的系統(tǒng)。

2、然而，作為一種傳輸參考(tr)傳輸方案，dcsk有兩個缺點。首先，使用一半的符號周期來傳輸參考數據，導致數據速率和能源效率低下。其次，接收機的長延時電路限制了其在超寬帶系統(tǒng)中的應用。為了克服這兩個缺點，在過去的二十幾年里提出了許多改進的混沌通信方案?，F有技術中，碼移差分混沌移位鍵控（code-shifted?differential?chaosshift?keying，cs-dcsk)系統(tǒng)通過使用walsh碼代替時間延遲來避免在接收端使用寬帶rf延遲線，提高了數據傳輸速率并簡化了電路實現。該方案在同一時間槽內發(fā)送參考信號和信息信號，通過walsh碼區(qū)分兩者。但是cs-dcsk系統(tǒng)其數據速率受到walsh碼矩陣的限制，同時其參考信號不攜帶任何數據信息，使得系統(tǒng)的傳輸速率和能量效率都比較低。

技術實現思路

1、為了克服現有cs-dcsk技術中傳輸速率和能量效率較低的不足，本發(fā)明提出的一種基于參考調制的差分混沌移位鍵控調制方法，可至少解決背景技術中的技術問題之一。

2、為實現上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案：

3、一種基于參考調制的索引差分混沌移位鍵控調制方法，包括以下步驟:

4、步驟1：生成長度為的離散混沌信號序列。

5、步驟2：將步驟1生成的離散混沌信號序列進行希爾伯特變換，生成正交參考混沌序列。

6、步驟3：將步驟1生成的離散混沌信號序列復制次，生成q段相同的離散混沌信號序列。

7、步驟4：生成當前符號周期內要傳輸的位并行索引比特和位串行調制比特。

8、步驟5：將步驟4生成的位串行調制比特進行極性變換，生成位串行雙極性比特。

9、步驟6：將步驟4所生成的位并行索引比特進行比特符號轉換，改變?yōu)橐粋€進制索引符號。

10、步驟7：將步驟3所生成的段相同的離散混沌信號序列和步驟5生成的位串行雙極性比特進行極性調制，生成個調制信號。

11、步驟8：將步驟7所生成的個調制信號合并成一個信號s。

12、步驟9：根據步驟6生成的進制索引符號將步驟2所生成的正交參考混沌序列插入到步驟8所生成的信號s的特定位置中，生成發(fā)送信號，通過天線發(fā)送；其中插入規(guī)則為：將步驟8所生成的信號s分為個長度相同的子序列，根據個子序列確定出個間隔位置，再根據步驟6生成的進制索引符號將步驟2所生成的正交參考混沌序列插入到個間隔位置的其中一個。

13、本發(fā)明還公開一種基于參考調制的差分混沌移位鍵控調制方法的調制器，包括混沌信號發(fā)生器、希爾伯特濾波器、復制器、極性轉換器、比特符號轉換器、極性調制器、ppm調制器，其中:

14、所述混沌信號發(fā)生器用于生成離散混沌信號序列。

15、所述希爾伯特濾波器用于將離散混沌信號序列進行希爾伯特變換，生成正交參考混沌序列。

16、所述復制器用于復制離散混沌信號序列。

17、所述極性轉換器用于將調制比特改變?yōu)闃O性調制比特。

18、所述比特符號轉換器用于將索引比特改變?yōu)樗饕枴?/p>

19、所述極性調制器用于將極性調制比特和離散混沌信號序列相乘，生成調制信號。

20、所述ppm調制器用于將生成的個調制信號合并成一個信號s，并將信號s分為個長度相同的子序列，根據個子序列確定出個間隔位置，再根據生成的索引符號將正交參考混沌序列插入到信號s的個間隔位置的其中一個。

21、另一方面，本發(fā)明還公開一種基于參考調制索引差分混沌移位鍵控解調方法，包括以下步驟：

22、步驟s1：接收來自發(fā)送端的調制信號，并將其以行的形式存儲到矩陣中，其中每行元素長度為。

23、步驟s2：將步驟s1所生成的存儲矩陣中的每對相鄰行（即第行與第行，，第行與第行）進行相關，生成個相關值，存入行向量中。

24、步驟s3：對步驟s2所生成的行向量中的每個元素取絕對值并找出絕對值最小的元素的下標。

25、步驟s4：將步驟s1所生成的存儲矩陣的中每對間隔為行的兩行元素（即第行與第行，，第行與第行）進行相關，生成個相關值，存入行向量中。

26、步驟s5：將步驟s4所生成的行向量中的每個元素取絕對值并找出絕對值最小的元素的下標。

27、步驟s6：根據步驟s3所生成的下標值和步驟s5所生成的下標值2進行參考信號位置決策，找出參考信號在矩陣中的行位置，將行位置l轉化為位并行二進制比特，輸出路解調索引比特。

28、步驟s7：根據步驟s6所生成的行位置，從矩陣中選出第行的元素作為參考信號。

29、步驟s8：將步驟s7所生成的參考信號進行希爾伯特變換，生成正交混沌序列。

30、步驟s9：將步驟s8所生成的正交混沌序列與矩陣中除第行外的其余行元素按順序分別相關，生成個相關值。

31、步驟s10：將步驟s9所生成的個相關值進行門限判決，輸出路解調調制比特。

32、步驟s11：將步驟s10所生成的路解調調制比特通過并串變換合并為1路解調調制比特流。

33、再一方面，本發(fā)明還公開一種基于參考調制的差分混沌移位鍵控解調方法的解調器，包括存儲矩陣，個相關器，個裁決判定器，參考信號位置決策器，參考信號獲取器，希爾伯特濾波器，個門限判決器，并串變換器，其中：

34、所述存儲矩陣用于以行的形式存儲來自發(fā)送端的調制信號。

35、所述個相關器的前個相關器用于將矩陣每對相鄰行（即第行與第行，，第行與第行）進行相關，生成個相關值；第到第個相關器用于將矩陣a中每對間隔為行的兩行元素（即第行與第行，，第行與第行）進行相關，生成個相關值；第個到第個相關器用于將正交混沌序列與矩陣中除第行外的其余行元素按順序分別相關，生成個相關值。

36、所述個裁決判定器用于找出絕對值最小的元素的下標值。

37、所述參考信號位置決策器根據個裁決判定器生成的個下標值用于確定參考信號在矩陣中的行位置。

38、所述參考信號獲取器用于根據行位置從矩陣中選出第行的元素作為參考信號。

39、所述希爾伯特濾波器用于將參考信號進行希爾伯特變換，生成正交混沌序列。

40、所述個門限判決器用于對個相關值進行閾值為零的門限判決。

41、所述并串變換器用于將生成的并行調制比特改變?yōu)榇姓{制比特流。

42、再一方面，本發(fā)明還公開一種計算機可讀存儲介質，存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時，使得所述處理器執(zhí)行如上述方法的步驟。

43、再一方面，本發(fā)明還公開一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執(zhí)行時，使得所述處理器執(zhí)行如上方法的步驟。

44、由上述技術方案可知，本發(fā)明的基于參考調制的差分混沌移位鍵控調制方法及系統(tǒng)，該方法通過采用ppm調制的方式實現參考調制；混沌映射為logistic映射；本發(fā)明提升了cs-dcsk系統(tǒng)的傳輸速率和能量效率。

45、本發(fā)明采用ppm調制的方式來實現參考調制，根據參考信號在不同時隙的位置作為數據傳輸的一個維度，使額外的信息比特被映射到活動時隙的特定索引中，因此在相同傳輸能量的情況下，一個符號內可以傳輸更多比特，從而獲得優(yōu)越的誤碼率性能。本發(fā)明與現有的碼移差分混沌移位鍵控系統(tǒng)下方法相比，本發(fā)明利用參考信號位置作為數據傳輸維度，增加信息比特傳輸，提高了系統(tǒng)的傳輸速率和能量效率。