【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及信號傳輸，更具體地，涉及一種具有降噪功能的混沌通信方法及系統。
技術介紹
1、混沌通信技術是一種利用混沌理論的屬性來實現信息傳輸的安全通信技術。混沌現象是確定性非線性系統中出現的類似隨機的過程，具有對初始條件極度敏感的特性，這意味著即使是微小的變化也會導致完全不同的結果，從而產生復雜、不可預測的行為。這種特性使得混沌信號在通信中具有獨特的優勢，尤其是在保密通信領域。然而，在多徑瑞利衰落信道場景下，混沌通信系統的傳輸質量難以得到保證。多徑瑞利衰落信道場景是無線通信中常見的一種信道模型，尤其在城市環境中，由于建筑物的遮擋和反射，無線信號往往會經過多條路徑到達接收端。在這樣的環境中，多徑瑞利衰落信道中的加性高斯白噪聲(awgn)和其他干擾源會影響信號的傳輸質量，導致信號的幅度和相位在接收端發生隨機變化，形成衰落現象，影響通信的可靠性。
技術實現思路
1、為解決當前混沌通信系統在在多徑瑞利衰落信道場景下信號傳輸質量較低的問題，本專利技術提出一種具有降噪功能的混沌通信方法及系統，將信道質量檢測與信息比特的解調融合在一起，且在信道質量檢測操作中融入了降噪功能。
2、為了達到上述技術效果，本專利技術的技術方案如下：
3、一種具有降噪功能的混沌通信方法，包括：
4、s1.在發射端和接收端預設一個logistic序列首數值向量；
5、s2.將發送的信息比特b1,…,bm,…,bm+n分為兩部分進行傳輸，其中，利用前m個信息比特和logis
6、s3.所述發射信號經過信道后轉換為接收信號；
7、s4.接收端通過預設的logistic序列首數值向量，生成接收端所有可能使用的混沌序列，作為接收端本地無噪聲參考信號；
8、s5.利用接收端本地無噪聲參考信號，構造接收信號的信道質量檢測變量并進行信道質量判定，信道質量檢測變量中值最大的一個標號轉換為前m個信息比特的估計信息比特
9、s6.利用信道質量檢測變量計算剩余n個信息比特的判決變量，通過判決變量估計后n個信息比特的估計信息比特
10、本技術方案聯合logistic序列首數值向量和混沌信號極性進行信息承載，分別攜帶m和n個信息比特，兩類信息比特可具有不同的保護度；此外，本技術方案將信道質量檢測與前m個的信息比特的解調巧妙融合，且在信道質量檢測操作中融入了降噪功能，后n個信息比特的解調模式取決于信道質量。
11、優選地，所述預設的logistic序列首數值向量為一個具有2m個logistic序列首數值的向量所述logistic序列首數值向量中的所有混沌初始向量絕對值均小于1。
12、優選地，在步驟s2中，利用前m個信息比特生成發射端所使用的混沌序列，過程包括：
13、發射端所需傳輸的前m個信息比特轉換為對應的十進制符號為dm，選擇第dm+1個logistic序列首數值為
14、將傳輸給混沌信號生成器，利用logistic映射生成發射端所使用的混沌序列其中，β為擴頻因子。
15、優選地，在步驟s2中，發射信號s表示為：
16、
17、其中，每一行為一個載波，第一個載波至第n+1個載波的中心頻率分別為f1,…,fn+1。
18、優選地，在步驟s3中，所述發射信號s經過信道后通過匹配濾波轉換為接收信號r，接收信號r表示為：
19、
20、優選地，在步驟s4中，接收端通過預設的具有2m個logistic序列首數值的向量生成2m個混沌序列，其中j＝1,2,…,2m，將所述2m個混沌序列為接收端所有可能使用的混沌序列，作為接收端本地無噪聲參考信號。
21、優選地，步驟s5通過進行信道質量判定，從而為自適應解調打下基礎，包括以下步驟：
22、s51.構造信道質量檢測變量表達式如下：
23、
24、其中，為轉置共軛符號，[lj,1,…,lj,β]為根據第j個預設的logistic序列首數值生成的接收端本地無噪聲參考信號；
25、s52.計算2m個信道質量檢測變量中值最大的標號c，公式如下：
26、
27、s53.將c由十進制符號轉換為二進制比特，得到前m個信息比特的估計信息比特
28、在此，令對所有載波的混沌序列都與接收端生成的無噪聲參考信號進行相關運算并且求和，起到降噪的作用；由于每個載波中的有用信號是相同的而噪聲是隨機的，因此n+1項相加之和使得有用成分的方差變為了原本單項方差的(n+1)2倍，而噪聲成分的方差變為了單項的(n+1)倍。
29、優選地，在步驟s6中，利用信道質量檢測變量計算剩余n個信息比特的判決變量，過程如下：
30、若對于信息比特bt，判決變量φt的公式為：
31、
32、若對于信息比特bt，判決變量φt的公式為：
33、
34、其中，μ為信道質量判決閾值系數，取值范圍為(0.1,0.5)；m+1≤t≤m+n。
35、優選地，在步驟s6中，通過判決變量估計后n個信息比特的估計信息比特，過程包括：
36、若φt≥0，將信息比特bt的估計信息比特估計為+1，若φt<0，則將信息比特bt的估計信息比特估計為-1。
37、一種具有降噪功能的混沌通信系統，包括發射端和接收端，所述系統包括用于實現上述具有降噪功能的混沌通信方法的發射端及用于實現上述具有降噪功能的混沌通信的接收端。
38、與現有技術相比，本專利技術技術方案的有益效果是：
39、本專利技術提出一種具有降噪功能的混沌通信方法及系統，首先在發射端和接收端預設一個logistic序列首數值向量，將發送的信息比特分為兩部分進行傳輸，利用前m個信息比特生成發射端所使用的混沌序列，后n個信息比特利用混沌序列的極性進行承載，共同生成發射信號，利用接收端生成的混沌序列構造接收信號的信道質量檢測變量并進行信道質量判定，信道質量檢測變量中值最大的一個標號轉換為前m個信息比特的估計信息比特，利用信道質量檢測變量計算剩余n個信息比特的判決變量，通過判決變量估計后n個信息比特的估計信息比特；本專利技術在信道質量檢測操作中融入了降噪功能，降低了系統的復雜度，此外，前m個信息比特和后n個信息比特具有不同的保護度，在信息傳輸時可以將更重要的數據由后n個信息比特進行承載。
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1.一種具有降噪功能的混沌通信方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的具有降噪功能的混沌通信方法，其特征在于，所述預設的Logistic序列首數值向量為一個具有2M個Logistic序列首數值的向量所述Logistic序列首數值向量中的所有混沌初始向量絕對值均小于1。
3.根據權利要求2所述的具有降噪功能的混沌通信方法，其特征在于，在步驟S2中，利用前M個信息比特生成發射端所使用的混沌序列，過程包括：
4.根據權利要求3所述的具有降噪功能的混沌通信方法，其特征在于，在步驟S2中，發射信號s表示為：
5.根據權利要求4所述的具有降噪功能的混沌通信方法，其特征在于，在步驟S3中，所述發射信號s經過信道后通過匹配濾波轉換為接收信號r，接收信號r表示為：
6.根據權利要求5所述的具有降噪功能的混沌通信方法，其特征在于，在步驟S4中，接收端通過預設的具有2M個Logistic序列首數值的向量生成2M個混沌序列，其中j＝1,2,…,2M，將所述2M個混沌序列為接收端所有可能使用的混沌序列，作為接收端本地無噪聲參考信號。p>
7.根據權利要求6所述的具有降噪功能的混沌通信方法，其特征在于，步驟S5包括以下步驟：
8.根據權利要求7所述的具有降噪功能的混沌通信方法，其特征在于，在步驟S6中，利用信道質量檢測變量計算剩余N個信息比特的判決變量，過程如下：
9.根據權利要求8所述的具有降噪功能的混沌通信方法，其特征在于，在步驟S6中，通過判決變量估計后N個信息比特的估計信息比特，過程包括：
10.一種具有降噪功能的混沌通信系統，包括發射端和接收端，其特征在于，所述系統包括用于實現權利要求1所述的具有降噪功能的混沌通信方法的發射端及用于實現權利要求1所述的具有降噪功能的混沌通信的接收端。
...【技術特征摘要】
1.一種具有降噪功能的混沌通信方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的具有降噪功能的混沌通信方法，其特征在于，所述預設的logistic序列首數值向量為一個具有2m個logistic序列首數值的向量所述logistic序列首數值向量中的所有混沌初始向量絕對值均小于1。
3.根據權利要求2所述的具有降噪功能的混沌通信方法，其特征在于，在步驟s2中，利用前m個信息比特生成發射端所使用的混沌序列，過程包括：
4.根據權利要求3所述的具有降噪功能的混沌通信方法，其特征在于，在步驟s2中，發射信號s表示為：
5.根據權利要求4所述的具有降噪功能的混沌通信方法，其特征在于，在步驟s3中，所述發射信號s經過信道后通過匹配濾波轉換為接收信號r，接收信號r表示為：
6.根據權利要求5所述的具有降噪功能的混沌通信方法，其特征在于，在步驟s4中...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馬煥，呂梁，劉月嬋，賴俊杰，梁敬濤，
申請(專利權)人：肇慶學院，
類型：發明
國別省市：
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