[發明專利]一種利用混沌和MIMO相結合的通信方法

有效

• 申請號: 201410733869.7
• 申請日: 2014-12-04
• 公開（公告）號: CN104410487B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 張剛;李澤金;張天騏;賀利芳;崔妮婷;胡韜
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00;H04B7/0413
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司11275
• 代理人: 廖曦

技術領域

本發明屬于通信技術領域，涉及一種利用混沌和MIMO相結合的通信方法，特別是一種基于改進型FM-CDSK的新型MIMO-FM-SSCDSK保密通信方法。

背景技術

混沌系統的基本特征在于它表現出來的非周期性、對初值的敏感性、良好的自相關特性以及混沌信號的內隨機性，這決定了將混沌信號應用于通信領域的可能性，并且混沌信號的獨特性質，使得混沌信號能夠在保密通信中獲得更加廣泛的應用。按照目前國際國內的研究水平，將混沌通信主要劃分為四大類：混沌鍵控；混沌擴頻；混沌參數調制；混沌掩蓋。在這四大類混沌通信體制中，混沌鍵控占有舉足輕重的地位、廣闊的發展前景以及較大的應用價值。繼Parlitz等人第一次提出混沌鍵控技術之后，很多基于混沌鍵控的數字調制和解調方式相應提出，比較經典的有Dedidu和Kennedy提出的基于相干解調的混沌移位鍵控(CSK)和混沌通斷鍵控(COOK)，在此基礎之上，差分混沌鍵控(DCSK)和調頻差分混沌鍵控(FM-DCSK，如附圖1)等數字調制方法相繼被提出。差分混沌鍵控DCSK調制時，每一比特的信號分為兩部分發送，第一部分發送混沌抽樣函數作為參考信號，第二部分發送混沌抽樣函數攜帶信息。若發送端發送的信息是“0”，則兩次發送的信號相同，若發送端發送的信息是“1”，則兩次發送的信號反相。FM-DCSK調制就是產生比特能量為常數的寬帶DCSK信號。FM信號的瞬時功率與調制方式無關。FM調制器的輸出帶寬信號可變，因而接收機中相關器的輸出在沒有噪聲的情況下具有零方差，從而解決了預測的問題，但是FM-DCSK系統依然克服信息傳輸率低，保密性不強的缺點。由Sushchik等人在2000年提出了相關延遲鍵控(CDSK)方案，CDSK是DCSK的一種變形，相比之下，CDSK在發送端用加法器代替DCSK的開關結構，接收端的結構與DCSK相同。FM-CDSK(附圖2)在系統結構得到簡化的同時，也減少了信號的重發，使得傳碼率相比于FM-DCSK有一定的提高，它克服了先前的DCSK方案中不能連續發射信號、傳輸效率低的缺點，但是由于CDSK的誤碼率較高，而導致CDSK的整體性能不如DCSK好，且系統的保密性能不強。

有鑒于此，本發明提出一種改進型的混沌鍵控方案——多端輸入多端輸出調頻分段移位相關延遲鍵控MIMO-FM-SSCDSK保密通信系統。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用混沌和MIMO相結合的通信方法，該方法將MIMO同混沌相關延遲鍵控系統相結合，采用多條信道交叉傳遞信號，提高系統的信息傳送效率；多條信道信息信號和噪聲信號相互干擾，增強系統傳遞信息的保密性并實時準確的檢測出有用信息信號。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種利用混沌和MIMO相結合的通信方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一：在發送端采用Tent映射，產生兩個不同的混沌信號；兩個不同的混沌信號X_n和Y_n各自經過FM調制后變成信號X_i、Y_j，分別表示調節參數不同的混沌信號；

步驟二：發送端把信息m_i串并轉換后變成兩個雙極性信號a_k和b_k，兩路信息信號分別作用于兩條信道；信道1中傳輸的混沌序列X_i被延遲L，然后再經過分段循環移位器，被分為M段，M段信號由信息信號b_k決定循環右移的位數，形成承載信息攜帶信號T(X_i-L,b_k)，承載信息攜帶信號T(X_i-L,b_k)再與信道2發送的混沌序列Y_j相加，形成信道2的發送端發送序列S₂；信道1的發送端發送序列S₁，也同樣由Y_j被信息信號a_k作用后的循環延遲序列，形成的承載信息攜帶信號T(Y_j-L,a_k)和X_i相加形成；

步驟三：傳輸序列S₁與第一條信道噪聲ξ₁作用，得到第一條信道接收端序列R₁，同理，傳輸序列S₂與第二條信道噪聲ξ₂作用，得到第二條信道接收端序列R₂；