用于扩频抗干扰通信系统的传输容量提升方法
文献发布时间:2023-06-19 19:30:30
技术领域
本公开涉及信息传输技术领域,尤其涉及一种用于扩频抗干扰通信系统的传输容量提升方法。
背景技术
抗干扰通信系统中,通常采用扩展带宽的方式提高抗干扰能力,扩频技术是扩展带宽的方式之一,扩频技术包括直接扩频技术和跳频扩频技术。在扩频抗干扰通信系统中,扩展带宽后,信息传输容量远远低于理论上能够达到的信道传输容量的极限值,但是如果用提高信息传输速率的方式提升传输容量,则会降低通信系统抗干扰性能;如果采用码分复用的方式增加信息传输容量,则会额外增加消耗发送端的功率资源。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题,本公开提供一种用于扩频抗干扰通信系统的传输容量提升方法。
根据本公开实施例的第一方面,提供一种用于扩频抗干扰通信系统的传输容量提升方法,应用于直接扩频抗干扰通信系统的发送端,所述方法包括:
生成多个直接扩频混沌序列;
基于增量传输信息与直接扩频混沌序列之间的混沌直接扩频调制映射关系,根据增量传输信息对所述多个直接扩频混沌序列进行混沌扩频调制,确定目标直接扩频混沌序列。
在一示例性实施例中,所述方法还包括:
基于所述增量传输信息中每个码元装载的信息量M,确定每个所述码元的形态数量2^M;
根据每个所述码元的形态数量2^M,确定所述直接扩频混沌序列的生成数量;
若不同的所述直接扩频混沌序列中存在扩频码互相关性大于预设阈值的目标码元位置点,删除每个所述直接扩频混沌序列中所述目标码元位置点的扩频码。
根据本公开实施例的第二方面,提供一种用于扩频抗干扰通信系统的传输容量提升方法,应用于直接扩频抗干扰通信系统的接收端,所述方法包括:
生成多个直接扩频混沌序列;
确定接收到信息的扩频码;
根据所述接收到信息的扩频码对应的直接扩频混沌序列,以及增量传输信息与直接扩频混沌序列之间的混沌直接扩频调制映射关系,确定接收到发送端发送的增量传输信息。
在一示例性实施例中,所述生成多个直接扩频混沌序列,包括:
与所述发送端同步生成相同的多个直接扩频混沌序列;
若不同的所述直接扩频混沌序列中存在扩频码互相关性大于预设阈值的目标码元位置点,删除每个所述直接扩频混沌序列中所述目标码元位置点的扩频码。
根据本公开实施例的第三方面,提供一种用于扩频抗干扰通信系统的传输容量提升方法,应用于跳频扩频抗干扰通信系统的发送端,所述方法包括:
生成多个跳频扩频混沌序列;
基于增量传输信息与跳频扩频混沌序列之间的混沌跳频扩频调制映射关系,根据增量传输信息对所述多个跳频扩频混沌序列进行混沌跳频调制,确定目标跳频扩频混沌序列。
在一示例性实施例中,所述方法还包括:
基于所述增量传输信息中每个码元装载的信息量M,确定每个所述码元的形态数量2^M;
根据每个所述码元的形态数量2^M,确定所述跳频扩频混沌序列的生成数量;
若不同的所述跳频扩频混沌序列中存在相同频点的目标码元位置点,删除每个所述跳频扩频混沌序列中所述目标码元位置点的频点。
根据本公开实施例的第四方面,提供一种用于扩频抗干扰通信系统的传输容量提升方法,应用于跳频扩频抗干扰通信系统的接收端,所述方法包括:
生成多个跳频扩频混沌序列;
确定接收到信息的频点;
根据所述接收到信息的频点对应的跳频扩频混沌序列,以及增量传输信息与跳频扩频混沌序列之间的混沌跳频扩频调制映射关系,确定接收到发送端发送的增量传输信息。
在一示例性实施例中,所述生成多个跳频扩频混沌序列,包括:
与所述发送端同步生成相同的多个跳频扩频混沌序列;
若不同的所述跳频扩频混沌序列中存在相同频点的目标码元位置点,删除每个所述跳频扩频混沌序列中所述目标码元位置点的频点。
采用本公开的上述方法,具有以下有益效果:本公开通过增量传输信息选择目标扩频混沌序列对原传输信息进行扩频,原传输信息的信息速率不受影响,在不降低原扩频抗干扰通信系统抗干扰性能和通信速率,也不增加功率和带宽等通信资源的情况下,提升扩频抗干扰通信系统的信息传输容量。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的用于扩频抗干扰通信系统的传输容量提升方法的流程图;
图2是根据一示例性实施例示出的直接扩频混沌序列示意图;
图3是根据一示例性实施例示出的直接扩频混沌序列示意图;
图4是根据一示例性实施例示出的用于扩频抗干扰通信系统的传输容量提升方法的流程图;
图5是根据一示例性实施例示出的用于扩频抗干扰通信系统的传输容量提升方法的流程图;
图6是根据一示例性实施例示出的跳频扩频混沌序列示意图;
图7是根据一示例性实施例示出的跳频扩频混沌序列示意图;
图8是根据一示例性实施例示出的用于扩频抗干扰通信系统的传输容量提升方法的流程图;
图9是根据一示例性实施例示出的用于扩频抗干扰通信系统的传输容量提升方法的流程图;
图10是根据一示例性实施例示出的用于扩频抗干扰通信系统的传输容量提升方法的流程图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开示例性的实施例中,为了克服相关技术中通过扩频技术扩展带宽后,信息传输容量远远低于理论上能够达到的信道传输容量的极限值的问题,提供一种用于扩频抗干扰通信系统的传输容量提升方法。该方法应用于直接扩频抗干扰通信系统的发送端,生成多个直接扩频混沌序列,基于增量传输信息与直接扩频混沌序列之间的混沌直接扩频调制映射关系,根据增量传输信息对多个直接扩频混沌序列进行混沌扩频调制,确定目标直接扩频混沌序列。本公开通过增量传输信息选择目标直接扩频混沌序列对原传输信息进行扩频,原传输信息的信息速率不受影响,在不降低原扩频抗干扰通信系统抗干扰性能和通信速率,也不增加功率和带宽等通信资源的情况下,提升扩频抗干扰通信系统的信息传输容量。
本公开示例性的实施例中,提供一种用于扩频抗干扰通信系统的传输容量提升方法,应用于直接扩频抗干扰通信系统的发送端。图1是根据一示例性实施例示出的用于扩频抗干扰通信系统的传输容量提升方法的流程图,如图1所示,包括以下步骤:
步骤S101,生成多个直接扩频混沌序列;
步骤S102,基于增量传输信息与直接扩频混沌序列之间的混沌直接扩频调制映射关系,根据增量传输信息对多个直接扩频混沌序列进行混沌扩频调制,确定目标直接扩频混沌序列。
通信传输过程中通常采用扩频技术来提高通信过程的抗干扰能力,扩频技术包括直接扩频技术,直接扩频技术即使用扩频码序列对基带信息进行扩频调制,通过扩展基带信息的频谱,提高通信传输抗干扰能力。发送端为信源,原传输信息为直接扩频抗干扰通信系统中待传输的基带信息,增量传输信息为直接扩频抗干扰通信系统中附加待传输的基带信息。在直接扩频抗干扰通信系统中,原传输信息经过信道编码后,通过增量传输信息控制选择扩频码序列对原传输信息进行混沌扩频调制,以扩展原传输信息的频谱。
在直接扩频抗干扰通信系统的发送端生成多个直接扩频混沌序列,每个直接扩频混沌序列包括至少一个原传输信息的扩频码,多个直接扩频混沌序列中的每个扩频码的码片数量是相同的,直接扩频混沌序列的生成方式可以为任一能够生成直接扩频混沌序列的方式,例如逻辑回归方法生成直接扩频混沌序列。在生成的多个直接扩频混沌序列中,基于增量传输信息与直接扩频混沌序列之间的混沌直接扩频调制映射关系,混沌直接扩频调制映射关系为增量传输信息中的码元与直接扩频混沌序列中的扩频码之间的映射关系,通过键控选择与增量传输信息对应的直接扩频混沌序列,即对多个直接扩频混沌序列进行混沌扩频调制,以确定目标直接扩频混沌序列。以目标直接扩频混沌序列对应的扩频码作为原传输信息的扩频码对原传输信息进行直接扩频,将原传输信息调制于增量传输信息控制的各扩频码上,则原传输信息的扩频比不受影响,且由于目标直接扩频混沌序列对应的扩频码是由增量传输信息控制的,将扩频后的原传输信息进行载波调制后发送至接收端,即可同时向接收端发送原传输信息和增量传输信息。因此本公开中的方法在不降低原扩频抗干扰通信系统抗干扰性能和通信速率,也不增加功率和带宽等通信资源的情况下,能够提升扩频抗干扰通信系统的信息传输容量。
需要说明的是,扩频混沌序列为图案为混沌的扩频码序列,也可以生成其他任意形式的扩频码序列。
在一示例中,步骤S102中基于增量传输信息与直接扩频混沌序列之间的混沌直接扩频调制映射关系,根据增量传输信息对多个直接扩频混沌序列进行混沌扩频调制,确定目标直接扩频混沌序列,包括:
基于增量传输信息中每个码元装载的信息量M,确定每个码元的形态数量;
根据每个码元的形态数量2^M,确定直接扩频混沌序列的生成数量;
若不同的直接扩频混沌序列中存在扩频码互相关性大于预设阈值的目标码元位置点,删除每个直接扩频混沌序列中目标码元位置点的扩频码。
按照增量传输信息中的码元来调制直接扩频混沌序列,当增量传输信息中每个码元装载的信息量为Mbit信息时,每个码元则有2^M个形态,码元的每个形态对应一个直接扩频混沌序列,则需要生成2^M个直接扩频混沌序列,每个码元则对应一个扩频周期。例如,当M=2时,即每个码元装载2bit信息时,在发送端生成2^M=4个直接扩频混沌序列,每个直接扩频混沌序列的编号分别为0、1、2、3。
在一示例中,图2是根据一示例性实施例示出的直接扩频混沌序列示意图,如图2所示,每个直接扩频混沌序列对应的扩频码的取值由生成直接扩频混沌序列的方法决定,图中扩频码对应数字为每个扩频码的编号,将增量传输信息中包括的三个码元编号分别记为a、b、c,通过键控选择,每个码元从4个直接扩频混沌序列中选择一个直接扩频混沌序列对应的扩频码用于装载2bit传输信息,例如编号为a的码元选择直接扩频混沌序列1对应的扩频码,即扩频码10,编号为b的码元选择直接扩频混沌序列3对应的扩频码,即扩频码32,编号为c的码元选择直接扩频混沌序列0对应的扩频码,即扩频码04,则目标直接扩频混沌序列对应的扩频码为扩频码10、扩频码32、扩频码04。
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