[发明专利]多输入单输出的基于时间反转的多用户混沌通信方案

说明书

一种多输入单输出的基于时间反转的多用户混沌通信方案，本方案属于通信系统领域。通过利用时间反转将两路的信息信号在每根延迟线后叠加在一起传输，达到传输两比特信息信号的目的。并结合多天线技术误码率低的特点，使得系统的误码性能大大提高。接收端采用非相关解调方式，将接收到的信息信号与延迟相应时间间隔后的信号取相关，然后经过判决门限，即可以恢复出此路延迟中的第一个用户；再让延迟后的信号经过时间反转与接收到的信号取相关，经过判决门限，即恢复出此路延迟中的第二个用户。本方案与传统的多用户混沌通信系统相比具有更加优良的性能，使其在无线通信领域有着良好的应用前景。

技术领域

本发明旨在设计一种多输入单输出的基于时间反转的多用户差分混沌键控通信方案(MISO-TRM-DCSK)，将差分混沌移位键控(DCSK)技术与时间反转(Time Reverse)技术结合改进其传输速率，并利用多天线技术改善系统的误码性能。

背景技术

非线性科学是一门研究非线性现象共性的基础科学，被誉为20世纪自然科学的“第三次大革命”。作为非线性科学的一个重要分支，混沌理论的研究及其应用成为十分诱人的研究课题。由于混沌信号存在良好的非周期性、内在随机性、类噪声性及对系统的初始条件非常敏感的特点，使其在保密通信中具有很大的实际应用价值。而混沌数字调制技术作为在保密通信中的一种典型应用，主要是利用非周期的混沌信号代替传统的数字通信中的正弦载波，利用其宽频特性实现频谱扩展。

在混沌数字调制系统中，研究最广泛的系统便是差分混沌移位键控(Differential Chaos Shift Keying,DCSK)系统和相关延迟键控(Correlation DelayShift Keying,CDSK)系统。DCSK系统中的调制部分采用的调制方式为传输-参考(Transmitted-Reference,T-R)模式，所以其误码性能很好。但由于DCSK系统将参考信号和数据承载信号同时传输，参考信号不携带信息却要花费一个时隙的时间来传递，这样降低了传输效率。CDSK在一个帧周期内将参考信号和信息承载信号叠加后一起传输，虽然提高了系统的传输效率，但是由于调制端发送的是参考信号与信息信号之和，所以解调端进行相关解调时会引入信号内干扰，降低了系统的误码性能。

自上世纪80年代以来，在发射端(接收端)使用多天线阵列的多输入(输出)技术逐渐收到关注。研究表明：在系统发射端设置多天线，为接收机提供多个独立衰落副本，可以对抗信道衰落，获得性能提升，有效降低误码率。

综上所述，针对DCSK系统传输速率低和进一步提高系统误码性能的问题，提出了一种新型的混沌数字通信方案——多输入单输出的基于时间反转的多用户差分混沌键控通信方案(MISO-TRM-DCSK)。

发明内容

本发明针对DCSK传输速率低以及进一步提高误码性能的问题，提出一种多输入单输出的基于时间反转的多用户混沌通信系统。

本发明所要解决的技术问题是：本发明在加性高斯白噪声信道(AWGN)上对其性能进行了研究，并探究了不同混沌序列长度对系统性能的影响。最后将高斯近似法(GA)推导出来的误码率公式和蒙特卡洛仿真实验进行了对比，从而证明了理论的正确性。

针对本发明所提出方案的实施办法为：在传统DCSK系统的延迟线之后，利用时间反转区分信息承载信号，使其可以传输两比特的信息信号。同时将其扩展成为多用户通信系统，并在此系统的发射端设置多天线，降低系统的误码率。接收端采用非相关解调方式解调出每个支路的数据信息，将接收到的信息信号与延迟相应时间间隔后的信号取相关，可以恢复出此路延迟中的第一个用户，再让延迟后的信号经过时间反转与接收到的信号取相关，即恢复出此路延迟中的第二个用户。这种解调方式，不需要在解调端同步出混沌载波，也不需要传统扩频通信所必需的信道估计，因此结构十分简单。

附图说明

图1本发明MISO-TRM-DCSK系统帧结构图；