[发明专利]一种混沌无线通信及发送编码方法

说明书

技术领域

本发明属于信息和通信技术领域，涉及一种混沌无线通信方法，本发明还涉及一种无线发送编码方法。

背景技术

从卫星通信、水声通信、手机移动通信到无线Wi-Fi网络，无线通信是当今社会依赖的最重要的通信手段之一。然而无线信道会给传输信息的信号带来干扰、噪声和信号畸变，比如信号的衰减、相移、多径传输和多普勒频移。信号的衰减是指信号的幅值将随着传播距离的增加而衰减；信号的相移是指信号通过有限带宽的信道时，信道对信号产生的滤波作用；多径传输是同一个信号由于传输介质的折射和反射等因素影响而经过不同的路径到达接收端，并在接收端得到不同时延和衰减信号的叠加造成的严重信号畸变；多普勒频移是指接收端和发射端具有相对运动时，会使得信号的频率发生变化。如何从接收到的信号中高效地识别发送的信息仍然是无线通信中具有挑战性的课题。

混沌信号具有对初始条件敏感、宽频谱特性和容易产生等特点，这些特点使得混沌信号很适合通信应用。混沌通信目前主要有混沌键控、混沌掩模、混沌调制和混沌符号动力学通信方法，但大多数现有混沌通信方法只考虑了理想信道的情况。由于无线信道具有的上述特点，现有技术中的混沌信号在无线信道中传输将造成极大的畸变，使得混沌无线通信的研究很少。

发明内容

本发明目的是提供一种混沌无线通信方法，该方法在信道中传输宽带混沌信号，能够减小多径干扰的影响。

本发明另一目的是提供一种无线发送编码方法。

本发明采用的技术方案是：一种混沌无线通信方法，该方法包括：

将要发送的数据转换成双极性二进制序列；

给该双极性二进制序列后添加补充码，得到补充码二进制序列；

将补充码二进制序列转换成脉冲控制序列；

将脉冲控制序列施加到一个具有特定回归映射结构的混沌系统产生信道中传输的混沌信号；

通过接收到的信号构建回归映射，并根据回归映射点的相对位置恢复发送信息。

本发明采用的另一技术方案是：一种无线发送编码方法，该方法用于传输二进制信息，

将要发送的数据转换成双极性二进制序列；

给该双极性二进制序列后添加补充码，得到补充码二进制序列；

将补充码二进制序列转换成脉冲控制序列；

将脉冲控制序列施加到一个具有特定回归映射结构的混沌系统产生信道中传输的混沌信号。

本发明的方法，能够克服无线信道的多径传输干扰，信道中传输宽频谱的混沌信号。由于混沌信号经过无线信道传输后其正的Lyapunov指数不变，接收到信号的回归映射与发射信号的回归映射结构相同。如果传输信号具有恒定的斜率，那么接收信号的回归映射也具有恒定斜率，因此，解码和编码可以采用相同的规则。该方法的具体优点包括：

1)信号编码方式简单，信道中传输信号为宽频谱混沌信号。

2)通信方法能够有效克服多径传输产生的影响。

附图说明

图1是待发送的二进制信息序列；

图2是采用本发明方法编制的待发送双极性二进制信息序列；

图3是本发明方法发射信号得到的混沌吸引子相图；

图4是本发明方法发射信号的时间序列波形图；

图5是本发明方法发射信号的回归映射；

图6是本发明方法接收信号的回归映射；

图7是本发明方法发送信息的示意图；

图8是本发明方法解码信息的示意图；

图9是本发明方法实施例的误码率与噪声幅值的关系曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的混沌无线通信方法和无线发送编码方法，均涉及编码和解码两大模块，

其中编码模块采用一个微处理器用于输入待发送信息和通过脉冲控制来产生信道中传输的混沌信号；

解码模块采用一个微处理器来接收通过信道传递来的信号和通过简单的阈值判断，解码发送信息。

本发明的混沌无线通信方法和无线发送编码方法，采用具有特定结构回归映射的混沌系统和脉冲控制产生发送信号，所采用的混沌系统表达式为：

其中x为系统状态变量，是连续变量；0＜ζ≤ln2和ω＝2πf，γ用来进行基频变换，当时刻，其它时刻保持不变；s为离散变量，取值为-1或1；