[發(fā)明專利]超寬帶通信信號多用戶編碼方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810021161.3
• 申請日: 2008-08-15
• 公開（公告）號: CN101345728A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發(fā)明（設計）人: 汪一鳴;朱燦焰
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學
• 主分類號: H04L27/00
• 分類號: H04L27/00;H04L25/03;H04B1/707
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務所有限公司
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發(fā)明涉及一種多用戶碼的編碼方法，特別涉及一種超寬帶通信信號多用戶編碼方法，屬于電通信技術領域。

背景技術

超寬帶(UWB)通信技術因其具有低功率譜密度、低截獲概率、低功耗、高數(shù)據(jù)速率、能有效對抗多徑效應、系統(tǒng)設計簡單、低成本等優(yōu)點，近年來倍受國際通信學界的廣泛關注。認為它將成為未來短距離無線通信的主流技術，在新一代移動通信和軍事隱蔽通信中也將有極好的應用前景。

目前，已提出了多種用于無線個域網(wǎng)的高速超寬帶系統(tǒng)方案，如DS-CDMA和MB-OFDM。但無論采用哪一種超寬帶技術，只要是多用戶系統(tǒng)，就必然涉及用戶碼或地址碼的設計。一般可沿用CDMA的方法，采用傳統(tǒng)的偽隨機序列，例如m序列，Gold序列，但對于短序列，m序列的數(shù)目非常少，例如周期為N＝15的m序列只有2個，周期N＝63的m序列只有6個，而滿足較好互相關特性的m序列優(yōu)選對則更少，例如周期為N＝15的m序列沒有優(yōu)選對，周期N＝63的m序列優(yōu)選對只有2個，遠遠不能滿足多用戶的需求。Gold序列是m序列線性運算的結(jié)果，雖然將可用的序列數(shù)增加到N+2，但平衡性不一致。產(chǎn)生平衡Gold的方法也比較復雜，不利于碼的構(gòu)造。另一個不足之處是m序列和Gold序列都很容易通過移位寄存器的構(gòu)造被破譯。現(xiàn)有超寬帶系統(tǒng)主要用于室內(nèi)高速數(shù)據(jù)傳輸，序列不能太長，用戶數(shù)卻較多，考慮到現(xiàn)有超寬帶系統(tǒng)中采用傳統(tǒng)偽隨機序列產(chǎn)生方法及其性能上存在的問題，人們一直努力尋找更有效可行的正交序列產(chǎn)生方法。在所有的努力中，混沌序列的產(chǎn)生方法和應用性能研究一直受到了人們的廣泛關注。事實上，采用非線性混沌動力學系統(tǒng)來改善短序列的正交性能直觀上具有可能性。在文獻“An?application?of?Choas：generatingbinary?pseudo-random?sequences”([A]，Proceedings?of?ISCAS’88[C]，SanJose.CA：ISCAS，1988：1-3)中，提出了一種基于[0，1]區(qū)間混沌映射的二進制序列的二值產(chǎn)生方法，并且證明了混沌二值序列具有白噪聲相似的隨機性能。但是，該方法產(chǎn)生混沌序列效率低，實時性差，要求混沌序列具有平穩(wěn)性和各態(tài)歷經(jīng)性，且需要進行相應的(-1，1)到(0，1)的混沌映射以消除混沌序列的空間平均值或時間平均值；文獻“A?chaotic?direct-sequence?spread?spectrum?communicationsystem”([J]，IEEE?trans.on?communications，1994，Vol.42(2/3/4)：1524-1527)中，公開了一種利用混沌系統(tǒng)的初值敏感性，使用混沌序列取代傳統(tǒng)二進制偽隨機序列碼的DS/SS擴頻通信模型的方法，并且驗證了混沌擴頻序列抗噪性能和抗多址干擾性能，但是這種方法使用混沌實值序列取代數(shù)字擴頻序列，其實用性差；文獻“Logistic-Map混沌擴頻序列”([J]，電子學報，1997，第25卷(1)：19-23)和“二相混沌擴頻序列的產(chǎn)生及其性能分析”([J]，哈爾濱工業(yè)大學學報，2003，第35卷(9)：117-1120.)中，分別提出了基于Logistic混沌映射和Chebyshev混沌映射的多位量化方法產(chǎn)生數(shù)字二進制混沌序列，并分析了序列的相關函數(shù)和互相關函數(shù)的均方差統(tǒng)計特性，但是，為了保持混沌性能不變，量化位數(shù)均要求足夠大，經(jīng)量化結(jié)果拼接形成的序列長度則更長。文獻“Communication?with?chaos?via?DSP?implementation”([A].Proceedings?ofISCAS’97[C]，Hong?Kong：ISCAS，Jun.9-12，1997，Vol.2：1069-1072)中，對混沌系統(tǒng)的有限字長效應進行了深入地實驗研究，其結(jié)論是，只要硬件的運算精度大于24位，則有限字長效應對混沌系統(tǒng)性能的影響可以忽略。然而，為了同時兼顧多用戶UWB系統(tǒng)的實時性和安全性，對于大于24位以上長度的偽隨機序列仍不是理想的序列長度。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明提供一種能滿足室內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸、有效提高系統(tǒng)性能的超寬帶通信信號多用戶編碼方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案是：提供一種超寬帶通信信號多用戶編碼方法，由非線性動力學系統(tǒng)方程產(chǎn)生實值混沌序列信號，用截斷數(shù)字二進制混沌序列的方法，得到數(shù)字混沌序列矩陣，對所述的數(shù)字混沌序列矩陣再進行多用戶編碼處理，步驟為：

(1)舍棄該序列矩陣列中的前16位和后33位，取其中間位；