[发明专利]融合码下标调制的多进制差分混沌移位键控调制解调器

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，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。

主权项

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SW_2,1,SW_2,2,SW_3,1,SW_3,2；方波发生器S_1,1,S_1,2,...,S_1,2N,S_1,R；乘法器M_1,1M_1,2,...,M_1,2N,M_1,R,M_a,M_b；M‑ary DCSK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,...,D_P‑1、切换开关SW₁；由方波发生器S_1,1,S_1,2,...,S_1,N分别连接对应的乘法器M_1,1M_1,2,...,M_1,N，乘法器M_1,1M_1,2,...,M_1,N分别连接切换开关SW_2,1、SW_2,2的对应节点T_2,1,1,T_2,1,2,...,T_2,1,N、T_2,2,1,T_2,2,2,...,T_2,2,N组成第一支路；由方波发生器S_1,N+1,S_1,N+2,...,S_1,2N分别连接对应的乘法器M_1,N+1M_1,N+2,...,M_1,2N，乘法器M_1,N+1M_1,N+2,...,M_1,2N分别连接到切换开关SW_3,1、SW_3,2的对应节点T_3,1,1,T_3,1,2,...,T_3,1,N、T_3,2,1,T_3,2,2,...,T_3,2,N组成第二支路；所述解调器设有：接收器R；方波发生器S_2,1,S_2,2,...,S_2,2N,S_2,R；乘法器M_2,1,M_2,2,...,M_2,2N,M_2,R,M_3,1,M_3,2,...,M_3,2N；累加器AC₁,AC₂,...,AC_2N；取绝对值器AB₁,AB₂,...,AB_2N；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S_2,1、乘法器M_2,1,M_3,1、累加器AC₁和取绝对值器AB₁串联组成分支1；由方波发生器S_2,2、乘法器M_2,2,M_3,2、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；调制器根据产生的混沌载波序列，由调制器完成调制，在每个符号周期内其发送信号通过以下公式表示为：式中E_s表示符号能量，扩频因子SF＝β，{x_i,i＝1,...,R}是离散混沌序列，满足其中，P表示Walsh码的码长；表示信号空间的星座符号,a_l,CIM和b_l,CIM分别为调制到第一支路和第二支路的码下标调制信息映射符号，w_R＝[w_R,1,…,w_R,P]为参考序列Walsh码，和分别为第一支路和第二支路的信息承载序列Walsh码，三者相互正交，其中，N满足调制过程如下：周期性的混沌载波序列与经过方波发生器的Walsh码w_R序列相乘，相乘结果作为参考信号；同时，周期性的混沌载波信号分别与第一支路输出的经过方波发生器的Walsh码序列和第二支路输出的经过方波发生器的Walsh码序列相乘，两个相乘结果与信息调制符号一起送入M‑ary DCSK编码器调制编码，输出结果作为信息调制信号，参考信号和信息调制信号相加最终得到发射端的发送信号s_k；采用解调器调用如下公式，计算前N个分支中的第n个分支输出的判决统计量：计算后N个分支中的第n个分支输出的判决统计量：式中表示接收端接收到的信号，表示为1_R×1＝[1,...,1]^T，w_R＝[w_R,1,...,w_R,P]^T，是Kronecker乘积，⊙是Hadamard乘积；根据上式中的计算，解调过程如下：当n＝1时，为分支1，对应的信息承载Walsh码序列为和表示参考序列Walsh码w_R和信息承载序列Walsh码分别进入对应的方波发生器产生与接收到的信号等长的信号序列，和表示接收到的信号分别与经过方波发生器的Walsh码w_R和的序列相乘，相乘得到的两个结果再相乘后输出，输出结果作为分支1的判决统计量当n＝2时，输出分支2的判决统计量经过N次类似的操作，输出的N个分支的判决统计量；同理，根据上式中的计算，的解调过程类似于当n＝1时，为分支N+1，对应的信息承载Walsh码序列为经过与类似的操作后输出分支N+1的判决统计量以此类推，经过N次类似的操作，输出的N个分支的判决统计量；根据解调器调用如下公式，计算信息符号a_l,CIM,b_l,CIM和s_l的估计量：上式中表示第一支路的码下标调制信息映射符号的估计量，表示第二支路的码下标调制信息映射符号的估计量，表示多进制DCSK调制的信息调制符号的估计量；计算的式子表示比较判决统计量的N个值，选择其中的最大值的下标值作为信息映射符号a_l,CIM的估计量根据得到的估计量解映射得到发射端的第一支路的码下标调制映射比特流的估计值同理，计算的式子表示比较判决统计量的N个值，选择其中的最大值的对应下标值作为信息映射符号b_l,CIM的估计量根据得到的估计量解映射得到发射端的第二支路的码下标调制映射比特流的估计值计算的式子是根据信号空间星座符号的映射原理得到的，即计算估计量到星座各点的距离，选择距离最小的点作为的估计值，最后将解映射得到多进制DCSK调制的调制比特流估计值