[发明专利]一种超宽带混沌通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及超宽带无线通信技术领域，尤其是涉及一种超宽带混沌通信方法。

背景技术

近年来，超宽带(UWB)无线通信技术得到广泛的重视和研究。在无线个域网(WPAN) 无线传输技术中，继蓝牙、802.11a/b之后，超宽带成为一项最具竞争力的热门技术。IEEE 802.15.4a工作组致力于研究低速率的无线个域网(LR-WPAN)，LR-WPAN中的设备具有 低数据率、低成本、低能耗、低复杂度的特点。超宽带混沌通信技术是满足IEEE 802.15.4a 标准要求的主要技术之一。

混沌信号是宽带的、确定的、非周期和类随机的信号。混沌信号的宽带特点，以及混 沌调制产生的不同的、非周期的、具有低互相关性的波形片段，使得它有良好的抗多径性。 混沌信号在时域具有非周期性，它在频域的功率谱密度相对平坦，所以它很容易符合美国 联邦通信委员会(FCC)对超宽带技术严格的规定，并且可以最大程度地利用频带。混沌 信号的类随机性，使得它被检测和截获的概率很低，增强了信息传输的安全性。

基于混沌的调制方案有混沌键控(CSK)，差分混沌键控(DCSK)和混沌开关键控 (COOK)等。混沌键控调制方案的接收机实现起来比较困难，从易实现的角度考虑，超 宽带混沌通信系统一般采用混沌开关键控或差分混沌键控调制方案。

混沌开关键控是最简单的调制方案之一，与传统的调制方案相比，混沌开关键控系统 收发机的复杂度更低，发射机不需要射频混频，就可以发送宽带信号；接收机也不需要下 变频过程。另外，与差分混沌键控相比，混沌开关键控通信系统的节能效率要高出它3dB。 因此，混沌开关键控调制方案更能满足IEEE 802.15.4a低能耗、低复杂度、低成本的要求。

但是，混沌开关键控超宽带系统存在一个缺点和技术难点：系统接收机端非相干能量 检测后，需要最佳非零阈值估计。一方面，最佳非零阈值很难准确估计；另一方面，最佳 非零阈值受信噪比影响，当信噪比变化时，为了获得最佳的系统性能，需要改变最佳非零 阈值。

发明内容

本发明的目的是提供一种超宽带混沌通信方法，以克服现有的混沌开关键控超宽带系 统的缺点，避免系统接收机端的最佳非零阈值估计过程，解决噪声对阈值的影响问题，降 低实现系统的难度。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案提供一种超宽带混沌通信的发送端方法， 包括以下步骤：

A.将待发送数据进行均衡正交编码。所述待发送数据为二进制数据。所述均衡正交编 码有两个码字b₀和b₁，每个码字里有相同数量的码元“0”或“1”，b₀和b₁相互正交；

B.将所述待发送数据进行混沌开关键控调制，混沌开关键控调制后，待发送的数据以 混沌信号的形式发射，待发射信号为s(t)；所述待发送数据为经过均衡正交编码的数据。用 于混沌开关键控调制的混沌脉冲信号c(t)的脉冲宽度为τ_c，τ_c要比混沌震荡的准周期T_c长； 所述混沌脉冲信号通过Logistic映射产生。

C.将所述待发射信号s(t)进行滤波及波形成型处理；

D.将滤波及波形成型处理后的待发射信号s(t)发送到接收端；滤波及波形成型处理后 的待发射信号s(t)为经过信道编码的高频数字基带信号；

本发明实施例的技术方案还提供一种超宽带混沌通信的接收端方法，包括以下步骤：

S1.接收发射端发射的信号；

S2.将所述接收到的信号进行滤波，接收滤波器输出的信号为r(t)；

S3.计算信号r(t)的能量y_i；所述信号r(t)为接收滤波器输出的信号，所述能量y_i为所 述信号r(t)的每帧信号的能量；

S4.通过所述能量数据y_i对所述信号r(t)进行解码，解码单元的输出值为ρ；所述解码 是利用均衡正交码的正交性和对称性进行解码；

S5.根据解码单元的输出值ρ与零的大小关系，判决并输出数据。

相对于现有的技术，本发明具有如下优点：