[发明专利]一种基于混沌无线通信系统的多径干扰抑制方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，用于将多径信道下混沌信号回归映射分支进行重新分组，以降低无线通信系统中的多径干扰的方法，具体涉及一种基于混沌无线通信系统的多径干扰抑制方法。

背景技术

随着信息化的不断发展，无线通信技术已经广泛应用于社会生活的各个方面。与有线通信方式相比，无线信道是一个更复杂的通信环境。多径传播、带宽受限、多普勒频移等信道特性给无线通信系统的设计带来很多的难题，其中多径传播引起的码间干扰是造成无线系统误码率高的主要原因。为了提升无线通信性能，现有系统经常采用信道均衡技术来消除码间干扰。但低复杂度线性均衡算法易受噪声和信道估计误差的影响，非线性均衡算法性能有改进，但计算开销大。

混沌信号具有高带宽、类噪声、易硬件生成等优点，近年来已经被广泛应用于通信系统。针对高斯白噪声信道下的相干接收通信系统，混沌信号已经被证明是最佳通信波形，它具有可简单硬件实现的线性匹配滤波器来最大化接收信噪比。但在无线信道下，多径传播依然是影响混沌无线通信系统性能的主要因素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于混沌无线通信系统的多径干扰抑制方法，解决了现有技术存在多径干扰，影响混沌无线通信系统性能的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于混沌无线通信系统的多径干扰抑制方法，按以下步骤具体实施：

步骤1、对源信息比特序列进行混沌编码；

编码过程是，

1.1)将发射端单极性二进制比特序列b_n∈[0,1]，转化为双极性二进制序列s_n∈[-1,1]；

1.2)对双极性二进制序列s_n进行混沌编码，生成编码时间序列x(t)；

步骤2、接收机天线接收高频信号，并解调到基带；

步骤3、对基带接收信号进行混沌匹配滤波；

步骤4、计算混沌匹配滤波输出信号的回归映射；

步骤5、对混沌匹配滤波输出信号回归映射进行重新分组；

步骤6、计算分组后回归映射判决线；

步骤7、计算分组后检测判决门限。

本发明方法的有益效果是，能够在混沌无线通信系统中，降低多径传输引起的码间干扰，降低误码率，具体优点在于：

1)通过使用分段线性混沌系统进行信息编码，接收端可以根据接收信号回归映射来进行信息解码。

2)利用多径信道中接收信号的回归映射分支与多径时延符号组合存在的一一对应关系，可以根据已解码符号对多径回归映射分支进行分组，各组内分支将不存在多径干扰，从而达到消除多径干扰的目的。

3)与传统基于均衡的多径干扰消除方法相比，本发明方法只需要在每个采样时刻，计算一个检测门限，不需要复杂的均衡器设计，算法简单，易实现。

附图说明

图1是本发明方法采用的混沌无线通信系统原理框图；

图2是本发明方法的无线多径信道示意图；

图3是本发明方法中的源序列s(t)和编码序列x(t)时间序列波形；

图4是本发明方法中的发送信号的回归映射图；

图5是无噪声两径信道下混沌匹配滤波输出信号y(t)的回归映射图；

图6是有噪声两径信道下混沌匹配滤波输出信号y(t)的回归映射图；

图7是有噪声两径信道下本发明方法得到的混沌匹配滤波输出信号y(t)回归映射分组图；

图8是两径理想信道下，无分组、MMSE均衡、本发明分组最优判决门限、本发明分组次优判决门限、单径情况下误码率下界在不同信噪比情况的误码率变化曲线；

图9是两径估计信道下，无分组、MMSE均衡、本发明分组次判决门限三种方法在不同信噪比情况的误码率变化曲线；

图10是三径估计信道下，无分组、MMSE均衡、本发明分组次判决门限三种方法在不同信噪比情况的误码率变化曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1所示，为本发明方法采用的混沌无线通信系统实施例原理框图。该混沌无线通信系统包括混沌发射机、无线多径信道和混沌接收机。混沌发射机对数字二进制信息进行混沌编码，再通过射频模块将编码信号调制到高频载波上，利用天线发射出去。发射的信号经过无线多径信道，被混沌接收机天线所接收，高频接收信号先通过射频模块转换到基带，基带接收信号后再通过混沌匹配滤波器和符号检测，恢复出原始的发送信息，得到源信息。