一種混沌無線通信及發送編碼方法
2023-08-13 06:30:26
一種混沌無線通信及發送編碼方法
【專利摘要】本發明公開了一種混沌無線通信方法，用來傳輸二進位信號，將要發送的數據轉換成雙極性二進位序列；給該雙極性二進位序列後添加補充碼，得到補充碼二進位序列；將補充碼二進位序列轉換成脈衝控制序列；將脈衝控制序列施加到一個具有特定回歸映射結構的混沌系統產生信道中傳輸的混沌信號；通過接收到的信號構建回歸映射，並根據回歸映射點的相對位置恢復發送信息。本發明還公開了一種無線發送編碼方法。本發明的方法，能夠有效克服無線信道中的多徑幹擾，同時信道中傳輸的信號具有寬頻譜特性，較好地利用了信道帶寬進行無線通信和信息傳輸，信號編碼方式簡單，信道中傳輸信號為寬頻譜混沌信號。
【專利說明】一種混沌無線通信及發送編碼方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於信息和通信【技術領域】，涉及一種混沌無線通信方法，本發明還涉及一 種無線發送編碼方法。
【背景技術】
[0002] 從衛星通信、水聲通信、手機移動通信到無線Wi-Fi網絡，無線通信是當今社會依 賴的最重要的通信手段之一。然而無線信道會給傳輸信息的信號帶來幹擾、噪聲和信號畸 變，比如信號的衰減、相移、多徑傳輸和都卜勒頻移。信號的衰減是指信號的幅值將隨著傳 播距離的增加而衰減；信號的相移是指信號通過有限帶寬的信道時，信道對信號產生的濾 波作用；多徑傳輸是同一個信號由於傳輸介質的折射和反射等因素影響而經過不同的路徑 到達接收端，並在接收端得到不同時延和衰減信號的疊加造成的嚴重信號畸變；都卜勒頻 移是指接收端和發射端具有相對運動時，會使得信號的頻率發生變化。如何從接收到的信 號中高效地識別發送的信息仍然是無線通信中具有挑戰性的課題。
[0003] 混沌信號具有對初始條件敏感、寬頻譜特性和容易產生等特點，這些特點使得混 沌信號很適合通信應用。混沌通信目前主要有混沌鍵控、混沌掩模、混沌調製和混沌符號動 力學通信方法，但大多數現有混沌通信方法只考慮了理想信道的情況。由於無線信道具有 的上述特點，現有技術中的混沌信號在無線信道中傳輸將造成極大的畸變，使得混沌無線 通信的研究很少。
【發明內容】
[0004] 本發明目的是提供一種混沌無線通信方法，該方法在信道中傳輸寬帶混沌信號， 能夠減小多徑幹擾的影響。
[0005] 本發明另一目的是提供一種無線發送編碼方法。
[0006] 本發明採用的技術方案是：一種混沌無線通信方法，該方法包括：
[0007] 將要發送的數據轉換成雙極性二進位序列；
[0008] 給該雙極性二進位序列後添加補充碼，得到補充碼二進位序列；
[0009] 將補充碼二進位序列轉換成脈衝控制序列；
[0010] 將脈衝控制序列施加到一個具有特定回歸映射結構的混沌系統產生信道中傳輸 的混沌信號；
[0011] 通過接收到的信號構建回歸映射，並根據回歸映射點的相對位置恢復發送信息。
[0012] 本發明採用的另一技術方案是：一種無線發送編碼方法，該方法用於傳輸二進位 信息，
[0013] 將要發送的數據轉換成雙極性二進位序列；
[0014] 給該雙極性二進位序列後添加補充碼，得到補充碼二進位序列；
[0015] 將補充碼二進位序列轉換成脈衝控制序列；
[0016] 將脈衝控制序列施加到一個具有特定回歸映射結構的混沌系統產生信道中傳輸 的混沌信號。
[0017] 本發明的方法，能夠克服無線信道的多徑傳輸幹擾，信道中傳輸寬頻譜的混沌信 號。由於混沌信號經過無線信道傳輸後其正的Lyapunov指數不變，接收到信號的回歸映射 與發射信號的回歸映射結構相同。如果傳輸信號具有恆定的斜率，那麼接收信號的回歸映 射也具有恆定斜率，因此，解碼和編碼可以採用相同的規則。該方法的具體優點包括：
[0018] 1)信號編碼方式簡單，信道中傳輸信號為寬頻譜混沌信號。
[0019] 2)通信方法能夠有效克服多徑傳輸產生的影響。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020] 圖1是待發送的二進位信息序列；
[0021] 圖2是採用本發明方法編制的待發送雙極性二進位信息序列；
[0022] 圖3是本發明方法發射信號得到的混沌吸引子相圖；
[0023] 圖4是本發明方法發射信號的時間序列波形圖；
[0024] 圖5是本發明方法發射信號的回歸映射；
[0025] 圖6是本發明方法接收信號的回歸映射；
[0026] 圖7是本發明方法發送信息的示意圖；
[0027] 圖8是本發明方法解碼信息的示意圖；
[0028] 圖9是本發明方法實施例的誤碼率與噪聲幅值的關係曲線。
【具體實施方式】
[0029] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進行詳細說明。
[0030] 本發明的混沌無線通信方法和無線發送編碼方法，均涉及編碼和解碼兩大模塊，
[0031] 其中編碼模塊採用一個微處理器用於輸入待發送信息和通過脈衝控制來產生信 道中傳輸的混沌信號；
[0032] 解碼模塊採用一個微處理器來接收通過信道傳遞來的信號和通過簡單的閾值判 斷，解碼發送信息。
[0033] 本發明的混沌無線通信方法和無線發送編碼方法，採用具有特定結構回歸映射的 混沌系統和脈衝控制產生發送信號，所採用的混沌系統表達式為：
【權利要求】
9. 一種無線發送編碼方法，該方法用於傳輸二進位信息，其特徵在於： 將要發送的數據轉換成雙極性二進位序列； 給該雙極性二進位序列後添加補充碼，得到補充碼二進位序列； 將補充碼二進位序列轉換成脈衝控制序列； 將脈衝控制序列施加到一個具有特定回歸映射結構的混沌系統產生信道中傳輸的混 沛信號。
10. 根據權利要求9所述的無線發送編碼方法，其特徵在於，採用權利要求2、3、4、5和 6所述方法進行發送信息編碼。
【文檔編號】H04L9/00GK104065470SQ201410203969
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月14日 優先權日:2014年5月14日
【發明者】任海鵬, 巴布特斯塔·姆利羅, 格利鮑基·賽歐索 申請人:西安理工大學, 阿伯丁大學