一種基於混沌擴頻序列的擴頻通訊方法
2023-08-12 21:42:11
專利名稱：一種基於混沌擴頻序列的擴頻通訊方法
一種基於混沌擴頻序列的擴頻通訊方法技術領域
本發明屬於非線性擴頻通信技術領域，涉及一種基於混沌擴頻序列的擴頻通訊方法。
背景技術：
在擴頻通信中，擴頻序列的選取是非常重要的。傳統的二值偽隨機(PN)序列已經逐步被混沌序列代替。混沌序列是由確定性方程產生的，容易再現，且序列對混沌參數和初始值極其敏感，並具有高斯白噪聲的統計特徵和長期不可預測性。因此，混沌序列被廣泛應用於擴頻通信系統中。從搜索到的論文來看，現在主要採用的是Logistic映射和改進型 Logistic 映射。
改進型Logistic映射的主要方法步驟為
步驟I根據信源信息確定擴頻序列的長度N。
步驟2確定混沌參數Y的取值，取Y = 2。
步驟3選擇初始值x0, x0 e [-1，I]且X0古O。
步驟4根據上述參數的選取，按照公式I逐步迭代，
xi+1 = f (Xi) = I- Y · Xi2(I)
產生長度為N的模擬實值序列Ix1, X2, . . . Xi, . . . xN}
步驟5設定閾值T，判斷Xi的值與T的大小，若Xi > T，則令Xi=l，若Xi ( T,則令 Xi=0，一般設定T = O,即可得到所需序列。
改進型Logistic映射有很好的偽隨機性和相關特性，而且產生方便，容易實現。 但這種序列選擇混沌參數時只在Y =2時可以取到滿映射，這就導致在很大的參數範圍內，產生的迭代序列結果會分布在一個帶狀區域內，相對集中，不利於保密通信對擴頻序列的隨機性要求，參見圖I.發明內容
要解決的技術問題
為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種基於混沌擴頻序列的擴頻通訊方法，基於改進型Logistic映射,在生成序列時逐段進行分析,產生一種新的混沛擴頻序列。
技術方案
一種基於混沌擴頻序列的擴頻通訊方法，其特徵在於步驟如下
發射端
步驟I :將目標信息轉化為二進位序列作為信源；
步驟2 :根據信源信息確定擴頻序列的長度N，長度N大於等於信源的長度；
步驟3 :根據 y e [I. 5，2]，X0 e [-1, I]且 X0 古 O, ±0. 5 逐步迭代 N 次；
當-I< Xi < O 時，以下式產生 xi+1 xi+1 = 1-4 · Y · (Xi+0. 5)2 ；
當O < Xi < I 時，以下式產生 xi+1 xi+1 = 4 · Y · (χ「0· 5)2_1 ；
得到長度為N的模擬實值序列{Xl，X2, . . . Xi, . . . xN};
步驟4 :若Xi > T，則令Xi=I，若Xi ( T,則令Xi=O,將步驟3中產生的模擬實值序列轉化為用於擴頻通信系統中作為擴頻碼的二值序列；所述T = O;
步驟5 :將信源信息進行基帶調製後再經過步驟4中產生的二值序列調製，得到擴頻信號；
接收端相關解調得到目標信息。
有益效果
本發明提出的一種基於混沌擴頻序列的擴頻通訊方法，基於改進型Logistic映射，逐段分析得到一種新的混沌擴頻序列。與現有的改進型相比，本發明方法產生的擴頻序列，不僅分布均勻，隨機性好，而且對初始值更加敏感，能夠更快的進入混沌狀態，同時混沌度更高，從而更好的保證了在擴頻通信過程中信息的安全性，可靠性和完整性。
圖I :本發明與現有方法的生成序列分布示意圖
a Y = 2現有方法的生成序列分布示意by =2本發明方法的生成序列分布示意c Y =1.8現有方法的生成序列分布示意d Y =1.8本發明方法的生成序列分布示意圖2:本發明流程圖
圖3 :直接擴頻通信系統仿真圖
圖4 :兩種擴頻碼恢復的圖像
a :原始圖像；
b :現有方法的直接擴頻通信系統仿真C :本發明的直接擴頻通信系統仿真圖5 :兩種擴頻碼被破譯的圖像
a :現有方法的擴頻碼被破譯的圖像；
b :本發明的擴頻碼被破譯的圖像；具體實施方式
現結合實施例、附圖對本發明作進一步描述
圖3為本發明所採用的直接擴頻通信系統，傳輸圖像信息。
I)採用matIab將要傳輸的目標圖像(32*32)信息轉化為二:進位數據作為信源。
2)參考圖2產生混沌擴頻序列。其中Y = 2, X0 = O. 6，N=8192。
3)將信源信號經BPSK調製後再被混沌擴頻序列調製，產生擴頻信號。在信號傳輸過程中採用高斯通道(設置信道的信噪比為5dB)，擴頻信號在通過此信道時會出現多徑衰減，功率衰減，從而導致信噪比下降。
4)在解擴部分，利用同步擴頻碼對擴頻信號進行解擴，把寬帶信號恢復到很窄的頻帶內，再用BPSK解調，從而恢復為基帶信號，即原始的二進位信息，繼而可以恢復出原始的灰度圖像，結果參見圖4.
5)通過圖3的誤碼率計算器計算系統的誤碼率，並通過顯示器顯示，本發明的誤碼率只有O. 1587%。
6)相同的條件下，以現有的改進型Logistic映射代替第二步中的擴頻序列，重複上述過程，得到的誤碼率為O. 2197%，對比可知，本發明能夠更好的保證通信過程中信息的完整性和可靠性。
7)在圖3的擴頻通信系統中，分別採用現有方法和本發明方法作為擴頻序列，如果在傳輸過程中信息被截獲，相同條件下被破譯的結果如圖5所示，顯然採用本發明被恢復的信息更加偏離真實信息，即在通信過程中的安全性更高。
權利要求
1. 一種基於混沌擴頻序列的擴頻通訊方法，其特徵在於步驟如下 發射端 步驟I :將目標信息轉化為二進位序列作為信源； 步驟2 :根據信源信息確定擴頻序列的長度N，長度N大於等於信源的長度； 步驟3 :根據Y e [I. 5，2], x0 e [-1, I]且xQ關O, ±0. 5逐步迭代N次；當-I < Xi < O 時，以下式產生 xi+1 xi+1 = 1-4 · y · (Xi+0. 5)2 ；當 O < Xi T，則令Xi=I，若Xi ( T,則令Xi=0，將步驟3中產生的模擬實值序列轉化為用於擴頻通信系統中作為擴頻碼的二值序列；所述T = O; 步驟5 :將信源信息進行基帶調製後再經過步驟4中產生的二值序列調製，得到擴頻信號; 接收端相關解調得到目標信息。
全文摘要
本發明涉及一種基於混沌擴頻序列的擴頻通訊方法，在發射端將目標信息轉化為二進位序列作為信源；根據信源信息確定擴頻序列的長度N，長度N大於等於信源的長度；根據γ∈[1.5,2]，x0∈[-1,1]且x0≠0,±0.5逐步迭代N次；得到長度為N的模擬實值序列{x1,x2,...xi,...xN}；將信源信息進行基帶調製後再經過步驟4中產生的二值序列調製，得到擴頻信號；接收端相關解調得到目標信息。與現有的改進型相比，本發明方法產生的擴頻序列，不僅分布均勻，隨機性好，而且對初始值更加敏感，能夠更快的進入混沌狀態，同時混沌度更高，從而更好的保證了在擴頻通信過程中信息的安全性，可靠性和完整性。
文檔編號H04B1/707GK102932031SQ20121037625
公開日2013年2月13日 申請日期2012年9月29日 優先權日2012年9月29日
發明者王保平, 張薇, 謝紅梅, 方陽, 李文康 申請人:西北工業大學