[發明專利]一種混沌多進制數字調制方法

有效

• 申請號: 201010197230.3
• 申請日: 2010-06-11
• 公開（公告）號: CN101854319A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 付永慶;張芳;張林;李星淵
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H04L27/00
• 分類號: H04L27/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及數字通信領域具體為一種基于哈密頓混沌振子相軌跡劃分的混沌多進制數字調制方法。

技術背景：

混沌信號由于其高度復雜性，難于預測性，寬頻譜特性以及近似正交性，被廣泛的應用于保密通信，擴頻通信以及多用戶通信中。

目前基于混沌的數字通信主要集中在混沌鍵控CSK[1]，其作為一種研究較多的混沌通信方式，已經派生出一些各具特色的通信方案，包括差分混沌鍵控DCSK，FM-DCSK等等。但是這些基于混沌的數字通信存在以下缺點。首先是以上混沌數字通信和常規數字通信相比，在相同的信噪比條件下，誤碼率性能均較差；另外目前基于混沌的數字通信主要集中在二進制上，信息傳輸速率較低，而基于混沌的多進制數字通信則少有研究。文獻[2]提出了基于洛倫茲模型的混沌多進制數字調制方法，文獻[3]提出了基于蔡式電路的混沌多進制數字調制方法，但它們共同的缺點是需要收發端系統混沌同步，在實現上比較困難。

參考文獻

[1]Dedieu?H，Kennedy?M?P，Hasler?M.Chaos?shift?keying：modulation?anddemodulation?of?a?chaotic?carrier?using?self-synchronizing?Chua′s?circuits.IEEETrans.CAS，1993，40(10)：634-642

[2]禹思敏，林清華.基于多渦卷系統的多進制數字混沌鍵控方式[J].中國圖像圖形學報，2004，9(12)：1473-1479

[3]C.Y.Chee，D.Xu.Chaos-based?M-ary?digital?communication?technique?usingcontrolled?projective?synchronisation.IEE?Proceedings-Circuits，Devices?and?Systems，v?153，n?4，p?357-60，17?Aug.2006

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠提高抗截獲能力，信息傳輸速率，頻譜利用率以及抗噪聲性能的混沌多進制數字調制方法。

本發明的目的是這樣實現的：

混沌多進制數字調制方法具體步驟如下：

(1).多進制信息通過初值映射法得到哈密頓模型的初值；

(2).當多進制信息的同步脈沖上升沿到來時，哈密頓模型獲取初值映射提供的初值，進行迭代運算，得到調制后的混沌基帶信號；

(3).將混沌基帶信號進行線性變換，得到線性變換后的混沌信號；

(4).通過線性變換后的混沌信號相軌跡出現的空間區域，恢復原始的多進制信息。

其中初值映射法具體步驟如下

(1).簡化哈密頓模型相軌跡區域：將哈密頓模型指紋狀矩形區域簡化為單環狀區域，選取經過每個矩形子區域橫向軸線1/4分割點的環狀相軌跡作為觀測相軌跡，把每個環狀相軌跡記為loop0，loop1，…，loopn，…；

(2).確定相軌跡初始點：依次選取每個矩形子區域橫向中軸線與環狀相軌跡左側交點作為環狀相軌跡的初始點，初始點坐標為(u_n0，v_n0)，計算哈密頓模型的初值點(x_n0，y_n0)，其中：

x_n0＝(u_n0+v_n0)/2

n∈0，1，2，...；

y_n0＝(u_n0-v_n0)/2

(3).將得到的初值點數據存到存儲器中，建立多進制信息與內存地址、初值點以及子區域的映射關系，通過查找內存地址獲得與多進制信息對應的哈密頓模型初值。

其中，哈密頓模型進行的迭代運算步驟如下：

(1).哈密頓振子離散模型向連續模型轉換；

(2).進行連續混沌模型計算：

a.進行系統初始化，即初始化哈密頓模型的初值x(0)、y(0)并將計數器初值n置零；

b.對計數器的計數值進行判斷，若計數器的值為0，則將哈密頓模型的初值x(0)和y(0)送入保持器，否則將計算模塊的輸出值X(t)，Y(t)送入保持器；

c.進行內部時鐘上升沿判斷，內部時鐘頻率f＝1/Δt，當時鐘的上升沿到來時，將保持器的值送入計算模塊進行一次迭代計算，并將計數器的值加1，否則繼續進行上升沿檢測，計算模塊滿足以下關系：