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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


用于扩频抗干扰通信系统的传输容量提升方法

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。

由于两个不同的直接扩频混沌序列同一码元位置的扩频码互相关性较高时,会影响码元选择其中一个直接扩频混沌序列,因此如果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。其中,预设阈值为经验值,可以根据实际需求确定,通常0

其中,r

在一示例中,当生成4个直接扩频混沌序列时,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,如图3所示,若直接扩频混沌序列0和直接扩频混沌序列1的第二个码元位置点扩频码01和扩频码11的互相关性大于预设阈值,直接扩频混沌序列0和直接扩频混沌序列2的第四个码元位置点的扩频码03和扩频码23的互相关性大于预设阈值,当码元在第二个码元位置点和第四个码元位置点选择直接扩频混沌序列时,则无法确定码元选择的是哪个直接扩频混沌序列,因此需要删除图3中每个直接扩频混沌序列的第二个码元位置点和第四个码元位置点的扩频码,即同时删除第二个码元位置点处的扩频码01、扩频码11、扩频码21、扩频码31,以及第四个码元位置点处的扩频码03、扩频码13、扩频码23、扩频码33,并将每个直接扩频混沌序列的后续码元位置点前进一个位置,填补所删除的位置,即由图3得到图2所示的直接扩频混沌序列。

直接扩频抗干扰通信系统中信息传输容量提升的程度取决于码元速率和直接扩频混沌序列个数,码元速率越高或者直接扩频混沌序列个数越多时,信息传输容量提升越高,可以通过以下公式表示信息传输容量提升的程度:

其中,

例如,当码元速率为R=20k波特/秒、M=2bit、码率r

在本公开示例性的实施例中,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,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驱动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,提供一种用于提升扩频抗干扰通信传输容量的混沌扩频调制方法,应用于直接扩频抗干扰通信系统的接收端。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,如图4所示,包括以下步骤:

步骤S401,生成多个直接扩频混沌序列;

步骤S402,确定接收到信息的扩频码;

步骤S403,根据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。

接收端表示信宿,接收端在生成多个直接扩频混沌序列时,与发送端同步生成相同的多个直接扩频混沌序列。例如,直接扩频抗干扰通信系统中,发送端生成如图3所示的直接扩频混沌序列时,接收端同步生成如图3所示的直接扩频混沌序列。

直接扩频抗干扰通信系统的接收端接收到发送端发送的信息时,即接收到发送端发送的扩频并载波调制后的原传输信息时,确定接收到信息的扩频码,根据接收到信息的扩频码在直接扩频混沌序列中的位置,即可确定接收到信息的扩频码对应的直接扩频混沌序列,根据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,即可确定接收到发送端发送的增量传输信息。接收端确定增量传输信息对应的扩频码后,对接收到的原传输信息进行解扩得到载波调制后的原传输信息,再对载波调制后的原传输信息进行载波解调,并对解调后的原传输信息进行信道译码,即可获得发送端发送的原传输信息。

在一示例中,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,接收端生成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,则生成如图2所示的4个直接扩频混沌序列,其中,每个直接扩频混沌序列对应的扩频码与发送端的直接扩频混沌序列对应的扩频码相同。当接收端确定接收到信息的扩频码为扩频码10、扩频码32、扩频码04时,根据接收到信息的扩频码在直接扩频混沌序列中的位置,确定接收到信息的扩频码对应的直接扩频混沌序列,即根据图2确定扩频码10对应直接扩频混沌序列1,扩频码32对应直接扩频混沌序列3,扩频码04对应直接扩频混沌序列0,则能够确定增量传输信息中三个码元的信息分别为直接扩频混沌序列1对应的信息、直接扩频混沌序列3对应的信息和直接扩频混沌序列0对应的信息。

在一示例性实施例中,步骤S401中生成多个直接扩频混沌序列时,包括:

与发送端同步生成相同的多个直接扩频混沌序列;

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。

在直接扩频抗干扰通信系统的接收端中,当接收到的信息的两个直接扩频混沌序列互相关性较高时,则无法确定其对应的直接扩频混沌序列,因此如果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,接收端和发送端同步删除每个直接扩频混沌序列中目标码元位置点的扩频码。其中,预设阈值为经验值,可以根据实际需求确定,通常0

其中,r

在一示例中,若直接扩频混沌序列0和直接扩频混沌序列1的第二个码元位置点扩频码01和扩频码11的互相关性大于预设阈值,直接扩频混沌序列0和直接扩频混沌序列2的第四个码元位置点的扩频码03和扩频码23的互相关性大于预设阈值,则需要同时删除图3中第二个码元位置点处的扩频码01、扩频码11、扩频码21、扩频码31,以及第四个码元位置点处的扩频码03、扩频码13、扩频码23、扩频码33,并将每个直接扩频混沌序列的后续码元位置点前进一个位置,填补所删除的位置,得到图2所示的直接扩频混沌序列。

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,应用于跳频扩频抗干扰通信系统的发送端。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,如图5所示,包括以下步骤:

步骤S501,生成多个跳频扩频混沌序列;

步骤S502,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。

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,扩频技术包括跳频扩频技术,跳频扩频技术即使用频点不断跳变的载波对基带信息进行调制来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,原传输信息为跳频扩频抗干扰通信系统中待传输的基带信息,增量传输信息为跳频扩频抗干扰通信系统中附加待传输的基带信息。在跳频扩频抗干扰通信系统中,通过增量传输信息控制原传输信息的载波频点的频率位置,原传输信息经过信道编码后,使用频点不断跳变的载波对信道编码后的原传输信息进行载波调制,载波调制方法可以为任一调制方法,例如相位调制、幅度调制等。

在跳频扩频抗干扰通信系统的发送端生成多个跳频扩频混沌序列,每个跳频扩频混沌序列包括至少一个原传输信息的载波频点,跳频扩频混沌序列的生成方法可以任一生成方式,例如逻辑回归方法生成多个跳频扩频混沌序列。在生成的多个跳频扩频混沌序列中,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,混沌跳频扩频调制映射关系表征增量传输信息的码元与跳频扩频混沌序列的频点的映射关系,通过键控选择与增量传输信息对应的跳频扩频混沌序列,即对多个跳频扩频混沌序列进行混沌跳频调制,以确定目标跳频扩频混沌序列。以目标跳频扩频混沌序列对应的跳频频点作为原传输信息的载波频点对原传输信息进行调制,将原传输信息调制于增量传输信息控制的各跳频频点上,则原传输信息的信息速率、跳速和跳频带宽不受影响,且由于目标跳频扩频混沌序列是由增量传输信息控制的,向接收端发送载波调制后的信息,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,跳频扩频混沌序列为图案为混沌的频点序列,也可以生成其他任意形式的频点序列。

在一示例中,步骤S502中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,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,确定跳频扩频混沌序列的生成数量;

若不同的跳频扩频混沌序列中存在相同频点的目标码元位置点,删除每个跳频扩频混沌序列中目标码元位置点的频点。

按照增量传输信息中的码元来调制跳频扩频混沌序列,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跳频扩频混沌序列,则需要生成2^M个跳频扩频混沌序列,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个跳频扩频混沌序列,每个跳频扩频混沌序列的编号分别为0、1、2、3。

在跳频扩频抗干扰通信系统中,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,如图6所示,每个跳频扩频混沌序列对应的跳频频点由生成跳频扩频混沌序列的方法决定,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个跳频扩频混沌序列中选择一个跳频扩频混沌序列对应的跳频频点用于装载2bit传输信息,例如编号为a的码元选择跳频扩频混沌序列1对应的跳频频点,即频点897,编号为b的码元选择跳频扩频混沌序列3对应的跳频频点,即频点876,编号为c的码元选择跳频扩频混沌序列0对应的跳频频点,即频点786,则目标跳频扩频混沌序列对应的频点为频点897、频点876、频点786。

由于一个码元不能同时选择两个跳频扩频混沌序列,因此如果不同的跳频扩频混沌序列中存在相同频点的目标码元位置点,删除每个跳频扩频混沌序列中目标码元位置点的频点。当生成4个跳频扩频混沌序列时,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,如图7所示,跳频扩频混沌序列0和跳频扩频混沌序列1的第二个码元位置点均为频点915,跳频扩频混沌序列0、跳频扩频混沌序列2和跳频扩频混沌序列3的第四个码元位置点均为频点257,当码元在第二个码元位置点和第四个码元位置点选择跳频扩频混沌序列时,则无法确定码元选择的是哪个跳频扩频混沌序列,因此需要删除图3中每个跳频扩频混沌序列的第二个码元位置点和第四个码元位置点的频点,即同时删除第二个码元位置点处的频点915、频点45、频点612,以及第四个码元位置点处的频点257、频点548,并将每个跳频扩频混沌序列的后续码元位置点前进一个位置,填补所删除的位置,将图7中具有相同频点的目标码元位置点对应的频点删除后即得到图6所示的跳频扩频混沌序列。

跳频扩频抗干扰通信系统中信息传输容量提升的程度取决于跳频速率和跳频扩频混沌序列个数,跳频速率越大或者跳频扩频混沌序列个数越多时,信息传输容量提升越高,可以通过以下公式表示信息传输容量提升的程度:

其中,

例如,当跳频速率为

在本公开示例性的实施例中,跳频扩频抗干扰通信系统的发送端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。本公开通过增量传输信息驱动选择目标跳频扩频混沌序列对原传输信息进行跳频扩频,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,提供一种用于提升扩频抗干扰通信传输容量的混沌扩频调制方法,应用于跳频扩频抗干扰通信系统的接收端。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,如图8所示,包括以下步骤:

步骤S801,生成多个跳频扩频混沌序列;

步骤S802,确定接收到信息的频点;

步骤S803,根据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。

接收端表示信宿,接收端在生成多个跳频扩频混沌序列时,与发送端同步生成相同的多个跳频扩频混沌序列。例如,跳频扩频抗干扰通信系统中,发送端生成如图6所示的跳频扩频混沌序列时,接收端同步生成如图6所示的跳频扩频混沌序列。

跳频扩频抗干扰通信系统的接收端接收到发送端发送的信息时,即接收到发送端发送的目标跳频扩频混沌序列对应的跳频频点上的信息时,确定接收到信息的频点,根据接收到信息的频点在跳频扩频混沌序列中的位置,即可确定接收到信息的频点对应的跳频扩频混沌序列,根据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调制映射关系,即可确定接收到发送端发送的增量传输信息。接收端接收到载波调制后的原传输信息后,根据所确定的增量传输信息对应的跳频频点对载波调制后的原传输信息进行载波解调,再对解调后的原传输信息进行信道译码,即可获得发送端发送的原传输信息。

在一示例中,按照增量传输信息中的码元来解调目标跳频扩频混沌序列,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跳频扩频混沌序列,则生成2^M个跳频扩频混沌序列,每个码元则对应一个跳频周期。例如,当M=2时,即每个码元装载2bit信息时,接收端生成2^M=4个跳频扩频混沌序列,每个跳频扩频混沌序列的编号分别为0、1、2、3,则生成如图6所示的4个跳频扩频混沌序列,其中,每个跳频扩频混沌序列对应的跳频频点与发送端的跳频扩频混沌序列对应的跳频频点相同。当接收端确定接收到信息的频点为频点897、频点876、频点786时,根据接收到信息的频点在跳频扩频混沌序列中的位置,确定接收到信息的频点对应的跳频扩频混沌序列,即根据图6确定频点897对应跳频扩频混沌序列1,频点876对应跳频扩频混沌序列3,频点786对应跳频扩频混沌序列0,则能够确定增量传输信息中三个码元的信息分别为跳频扩频混沌序列1对应的信息、跳频扩频混沌序列3对应的信息和跳频扩频混沌序列0对应的信息。

在一示例性实施例中,步骤S801中生成多个跳频扩频混沌序列,包括:

与发送端同步生成相同的多个跳频扩频混沌序列;

若不同的跳频扩频混沌序列中存在相同频点的目标码元位置点,删除每个跳频扩频混沌序列中目标码元位置点的频点。

在跳频扩频抗干扰通信系统中,当同时两个或者多个跳频扩频混沌序列接收到信息时,则无法确定其对应的跳频扩频混沌序列,因此如果不同的跳频扩频混沌序列中存在相同频点的目标码元位置点,发送端删除每个跳频扩频混沌序列中目标码元位置点的频点时,接收端同步删除每个跳频扩频混沌序列中目标码元位置点的频点。例如,如图7所示,跳频扩频混沌序列0和跳频扩频混沌序列1的第二个码元位置点均为频点915,跳频扩频混沌序列0、跳频扩频混沌序列2和跳频扩频混沌序列3的第四个码元位置点均为频点257,则需要同时删除图3中每个跳频扩频混沌序列的第二个码元位置点和第四个码元位置点的频点,并将每个跳频扩频混沌序列的后续位码元置点前进一个位置,填补所删除的位置,得到图6所示的跳频扩频混沌序列。

本公开示例性的实施例中,提供一种用于提升扩频抗干扰通信传输容量的混沌扩频调制方法,应用于直接扩频抗干扰通信系统。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,如图9所示,包括以下步骤:

步骤S901,分别在发送端和接收端同步生成相同的多个直接扩频混沌序列;

步骤S902,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;

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2^M;

在一示例中,增量传输信息中每个码元装载2bit的信息量,则每个码元的形态数量为2^2=4,每个码元对应的信息为00、01、10、11中的一个;

根据每个码元的形态数量2^M,确定直接扩频混沌序列的数量;

在一示例中,确定生成4个直接扩频混沌序列,分别为直接扩频混沌序列0、直接扩频混沌序列1、直接扩频混沌序列2、直接扩频混沌序列3,每个直接扩频混沌序列对应码元的一个形态,直接扩频混沌序列0对应信息00,直接扩频混沌序列1对应信息01,直接扩频混沌序列2对应信息10,直接扩频混沌序列3对应信息11;

由此生成如图3所示的直接扩频混沌序列,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,接收端和发送端同步删除每个直接扩频混沌序列中目标码元位置点的扩频码,因此删除图3中每个直接扩频混沌序列中的第二个码元位置点和第四个码元位置点对应的扩频码,得到如图2所示的直接扩频混沌序列。

在一示例中,增量传输信息中的三个码元装载的信息分别为01、11、00,发送端根据每个码元装载的信息,通过键控选择,每个码元从4个直接扩频混沌序列中选择对应信息的直接扩频混沌序列对应的扩频码用于装载2bit传输信息,即装载信息01的码元a选择直接扩频混沌序列1,装载信息11的码元b选择直接扩频混沌序列3,装载信息00的码元c选择直接扩频混沌序列0,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;

步骤S903,发送端对原传输信息进行信道编码;

步骤S904,发送端通过目标直接扩频混沌序列对应的扩频码,对编码后的原传输信息进行扩频调制;

步骤S905,发送端对扩频调制后的原传输信息进行载波调制;

步骤S906,发送端向接收端发送载波调制后的原传输信息,即同时向接收端发送了目标直接扩频混沌序列对应的增量传输信息;

步骤S907,接收端确定接收到信息的扩频码;

步骤S908,接收端根据接收到信息的扩频码对应的直接扩频混沌序列,确定接收到发送端发送的增量传输信息;

在一示例中,接收端分别在扩频码10、扩频码32、扩频码04上接收到信息,扩频码10对应直接扩频混沌序列1,则确定装载信息为01,扩频码32对应直接扩频混沌序列3,则确定装载信息11,扩频码04对应直接扩频混沌序列0,则确定装载信息00,由此确定接收到的增量传输信息为011100;

步骤S909,接收端根据接收到信息的扩频码,对载波调制后的原传输信息进行解扩;

步骤S910,接收端对解扩后的原传输信息进行载波解调;

步骤S911,接收端对载波解调后的原传输信息进行信道解码,获得原传输信息。

本公开示例性的实施例中,提供一种用于提升扩频抗干扰通信传输容量的混沌扩频调制方法,应用于跳频扩频抗干扰通信系统。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,如图10所示,包括以下步骤:

步骤S1001,分别在发送端和接收端同步生成相同的多个跳频扩频混沌序列;

步骤S1002,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;

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2^M;

在一示例中,增量传输信息中每个码元装载2bit的信息量,则每个码元的形态数量为2^2=4,每个码元对应的信息为00、01、10、11中的一个;

根据每个码元的形态数量2^M,确定跳频扩频混沌序列的数量;

在一示例中,确定生成4个跳频扩频混沌序列,分别为跳频扩频混沌序列0、跳频扩频混沌序列1、跳频扩频混沌序列2、跳频扩频混沌序列3,每个跳频扩频混沌序列对应码元的一个形态,跳频扩频混沌序列0对应信息00,跳频扩频混沌序列1对应信息01,跳频扩频混沌序列2对应信息10,跳频扩频混沌序列3对应信息11;

由此生成如图7所示的跳频扩频混沌序列,若不同的跳频扩频混沌序列中存在相同频点的目标码元位置点,删除每个跳频扩频混沌序列中在目标码元位置点的频点,因此删除图7中每个跳频扩频混沌序列中的第二个码元位置点和第四个码元位置点对应的频点,得到如图6所示的跳频扩频混沌序列。

在一示例中,增量传输信息中的三个码元对应的信息分别为01、11、00,发送端根据每个码元装载的信息,通过键控选择,每个码元从4个跳频扩频混沌序列中选择一个跳频扩频混沌序列对应的跳频频点用于装载2bit传输信息,即装载信息01的码元选择跳频扩频混沌序列1,装载信息11的码元选择跳频扩频混沌序列3,装载信息00的码元选择跳频扩频混沌序列0,则目标跳频扩频混沌序列对应的跳频频点为频点898、频点886、频点886;

步骤S1003,发送端对原传输信息进行信道编码;

步骤S1004,发送端通过目标跳频扩频混沌序列对应的跳频频点,对编码后的原传输信息进行载波调制;

步骤S1005,发送端向接收端发送载波调制后的原传输信息,即同时向接收端发送了目标跳频扩频混沌序列对应的跳频频点对应的增量传输信息;

步骤S1006,接收端确定接收到信息的频点;

步骤S1007,接收端根据接收到信息的频点对应的跳频扩频混沌序列,确定接收到发送端发送的增量传输信息;

在一示例中,接收端分别在频点898、频点886、频点886上接收到信息,频点898对应跳频扩频混沌序列1,则确定装载信息为01,频点886对应跳频扩频混沌序列3,则确定装载信息11,频点886对应跳频扩频混沌序列0,则确定装载信息00,由此确定接收到的增量传输信息为011100;

步骤S1008,接收端接收载波调制后的原传输信息;

步骤S1009,接收端通过增量传输信息对应的跳频频点,对载波调制后的原传输信息进行载波解调;

步骤S1010,对载波解调后的原传输信息进行信道解码,获得原传输信息。

需要说明的是,本公开中提供的应用于直接扩频抗干扰通信系统的用于提升扩频抗干扰通信传输容量的混沌扩频调制方法,和应用于跳频扩频抗干扰通信系统的用于提升扩频抗干扰通信传输容量的混沌扩频调制方法,其应用场景可以根据实际需求确定,可以扩频抗干扰通信系统中分别使用,也可以在同一扩频抗干扰通信系统中联合使用,即使用本公开中提供的方法对原传输信息同时进行直接扩频和跳频扩频。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

相关技术
  • 适用于非正交多址通信系统的传输器及传输方法
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技术分类

06120115937461