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1、(10)申请公布号 CN 103957026 A (43)申请公布日 2014.07.30 CN 103957026 A (21)申请号 201410147894.7 (22)申请日 2014.04.14 H04B 1/707(2011.01) H04W 12/02(2009.01) (71)申请人 武汉大学 地址 430072 湖北省武汉市武昌区珞珈山武 汉大学 (72)发明人 郑建生 雷莉 刘郑 余启新 (74)专利代理机构 武汉科皓知识产权代理事务 所 ( 特殊普通合伙 ) 42222 代理人 张火春 (54) 发明名称 一种基于混沌序列的跳码扩频通信系统 (57) 摘要 本发明公开了一。
2、种基于混沌序列的跳码扩频 通信系统, 本发明的数据信息与同步信息分时复 用, 在每一个时隙, 同步信息先传输, 再传数据信 息, 接收端接收同步信息, 解析出数据信息传输时 解扩需要的跳码图案信息及码元同步信息。本发 明把混沌序列应用于跳码直扩体制, 用比常规直 扩序列相关性能, 随机性能更好的混沌序列作为 跳码图案和扩频码, 使跳码扩频通信系统具有更 好的抗干扰和抗截获性能, 在反侦察通信方面具 有广阔的发展前景。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 (10。
3、)申请公布号 CN 103957026 A CN 103957026 A 1/2 页 2 1. 一种基于混沌序列的跳码扩频通信系统, 由发射端和接收端组成, 其特征在于 : 所述的发射端由混沌序列产生跳码图案, 跳码图案通过扩频码集表选择扩频码集中对 应的扩频码对需要传输的基带数据信号进行扩频, 再进行调制后送入信道传输 ; 所述的接收端接收经过信道的射频信号, 包括同步信号和数据信号 ; 接收端的跳码图 案与扩频码集产生原理与方法跟接发射端完全一样, 接收端接收同步信号解析出当前跳码 图案同步信息和码元同步信息, 辅助数据信号解扩 ; 接收端接收经过信道的数据信号, 由 同步信息中的跳码同步。
4、信息得到当前跳码图案, 跳码图案选择扩频码集中对应的扩频码, 用选出来的扩频码对接收信号进行解扩解调恢复出原始基带信号, 实现整个数据信号的传 输。 2. 根据权利要求 1 所述的基于混沌序列的跳码扩频通信系统, 其特征在于 : 所述的跳 码图案产生采用下述式一的分形参数 =4 的 Logistic 映射产生混沌序列, 并采用非线性 量化法对混沌序列进行量化, 每一个混沌序列实值都会产生一个量化后的跳码图案序列, 跳码图案序列作为扩频码选择的钥匙 ; 其中Logistic映射分形参数取=4, Logistic满映 射函数为 (式一) 其中, xk表示第 k 次迭代函数输出值, xk+1表示 k。
5、+1 次迭代函数输出值。 3. 根据权利要求 2 所述的基于混沌序列的跳码扩频通信系统, 其特征在于 : 所述的非 线性量化法采用的是余弦映射法。 4. 根据权利要求 3 所述的基于混沌序列的跳码扩频通信系统, 其特征在于 : 所述的余 弦映射法的量化方程为 : (式二) 其中, Fmax为扩频码集中扩频码数量, xn表示混沌随机过程的输出值。 5. 根据权利要求 1 所述的基于混沌序列的跳码扩频通信系统, 其特征在于 : 所述的扩 频码集采用下述式三的分形参数 =4 的 Logistic 映射产生混沌序列, 利用混沌序列的初 值敏感性, 收发双方确定一组混沌序列初始值, 经过迭代产生相同长度。
6、的一组二值量化混 沌序列, 并对产生的序列进行优选, 选出平衡性能、 相关性能和随机性能好的混沌二值序列 作为扩频码集 ; 其中 Logistic 映射分形参数取 =4, Logistic 满映射函数为 (式三) 其中, xk表示第 k 次迭代函数输出值, xk+1表示 k+1 次迭代函数输出值。 6. 根据权利要求 5 所述的基于混沌序列的跳码扩频通信系统, 其特征在于 : 所述的扩 频码集产生过程具体包括以下步骤 : 步骤 1 : 确定扩频码集要产生的扩频码数量 M, 设置一组混沌序列初始值 Array=xi, i=1,2,M, 其中 0G) 次, 并对每一次循环迭代得到的值 进行二值量化。
7、, 每一混沌序列初始值对应一个长度 N 个二进制混沌序列 yi, 然后对 yi截短 处理, 得到长度为 G 的截短混沌序列 Ci(i=1,2,M) ; 步骤 3 : 对 M 个截短的混沌序列优选, 首先要满足平衡性, 即 G 为偶数时, 1 和 0 的数据 差异为 0 ; G 为奇数时, 1 和 0 的差异为 1 ; 如果平衡性不满足, 再进行一次迭代运算, 重新截短得到新的截短混沌序列 Ci, 知道混 沌的序列 Ci满足平衡性 ; 如果满足平衡性条件, 则继续执行下述步骤 4 ; 步骤4 : 判断截短混沌序列Ci的自相关性, 自相关判断条件 : 截短混沌序列Ci的自相关 旁瓣最大值 Rcma。
8、x要小于门限值 Rcth, 即 RcmaxG) 次, 并对每一次循环迭代得到 的值进行二值量化, 每一混沌序列初始值对应一个长度N个二进制混沌序列yi, 然后对yi截 短处理, 得到长度为 G 的截短混沌序列 Ci(i=1,2,M) ; 0021 步骤 3 : 对 M 个截短的混沌序列优选, 首先要满足平衡性, 即 G 为偶数时, 1 和 0 的 数据差异为 0 ; G 为奇数时, 1 和 0 的差异为 1 ; 0022 如果平衡性不满足, 再进行一次迭代运算, 重新截短得到新的截短混沌序列 Ci, 知 道混沌的序列 Ci满足平衡性 ; 0023 如果满足平衡性条件, 则继续执行下述步骤 4 。
9、; 0024 步骤4 : 判断截短混沌序列Ci的自相关性, 自相关判断条件 : 截短混沌序列Ci的自 相关旁瓣最大值 Rcmax要小于门限值 Rcth, 即 RcmaxG) 次, 并对每一次循环迭代得到 的值进行二值量化, 每一混沌序列初始值对应一个长度N个二进制混沌序列yi, 然后对yi截 短处理, 得到长度为 G 的截短混沌序列 Ci(i=1,2,M) ; 0051 步骤 3 : 对 M 个截短的混沌序列优选, 首先要满足平衡性, 即 G 为偶数时, 1 和 0 的 数据差异为 0 ; G 为奇数时, 1 和 0 的差异为 1 ; 0052 如果平衡性不满足, 再进行一次迭代运算, 重新截。
10、短得到新的截短混沌序列 Ci, 知 道混沌的序列 Ci满足平衡性 ; 0053 如果满足平衡性条件, 则继续执行下述步骤 4 ; 0054 步骤4 : 判断截短混沌序列Ci的自相关性, 自相关判断条件 : 截短混沌序列Ci的自 相关旁瓣最大值 Rcmax要小于门限值 Rcth, 即 RcmaxRcth; 0055 如果不满足自相关条件, 则再进行一次迭代运算, 跳到步骤 3 重新执行 ; 0056 如果满足自相关条件, 则继续执行下述步骤 5 ; 0057 步骤5 : 判断截短混沌序列Ci的互相关性, 互相关判断条件 : 截短混沌序列Ci的互 相关最大值 Rccmax要小于门限值 Rccth,。
11、 即 RccmaxRccth; 0058 如果不满足互相关条件, 再进行一次迭代运算, 跳到步骤 3 重新执行 ; 0059 如果满足互相关条件, 则继续执行下述步骤 6 ; 0060 步骤 6 : 得到扩频码集, 流程结束。 0061 本发明把混沌序列应用于跳码直扩体制, 用比常规直扩序列相关性能, 随机性能 更好的混沌序列作为跳码图案和扩频码, 使跳码扩频通信系统具有更好的抗干扰和抗截获 性能, 在反侦察通信方面具有广阔的发展前景。 0062 应当理解的是, 上述针对较佳实施例的描述较为详细, 并不能因此而认为是对本 发明专利保护范围的限制, 本领域的普通技术人员在本发明的启示下, 在不脱离本发明权 利要求所保护的范围情况下, 还可以做出替换或变形, 均落入本发明的保护范围之内, 本发 明的请求保护范围应以所附权利要求为准。 说 明 书 CN 103957026 A 7 1/2 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103957026 A 8 2/2 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 103957026 A 9 。