增强型调频差分混沌键控通信系统性能分析

吕进元

（贵州广播电视大学，贵州 贵阳　550023）

增强型调频差分混沌键控通信系统性能分析

吕进元

（贵州广播电视大学，贵州 贵阳550023）

在通信系统内，混沌通信配备了较简易的硬件，拥有低功耗的优势。因此，在构建无线传感网或者超宽带低速通信的过程中，这类通信被看作首选。各类方案中，调频差分设置了非相干的通信解调方式，是新型的系统。从目前来看，增强型通信系统包含了调频差分的形态。针对通信系统，有必要解析采样点数、信号的占空比、比特数等要素。经过综合对比，解析了多层次的通信性能。经过验证及仿真，归纳得出增强型新式通信流程的可行性。

增强型；调频差分；混沌键控通信系统；性能分析

相比于其他通信，混沌通信拥有更高层次的安全性，且省略了载波。最近几年，通信系统更多选取了这类方式。同时，混沌键控式的调频差分通信还可拓展至更宽的频带，消耗了较低的总功耗。从信号初值来看，混沌信号呈现为更高的敏锐性。经过传输之后，很易带来畸变。为此，还需从根本入手，提升混沌键控的增强型通信稳定性，确保通信的流程是稳定的。唯有如此，才能改进全方位的系统通信性能，服务于现今的通信领域进步。

1　通信系统机理

在混沌键控范围内，包含了非相干及相干这样两类的解调方式。具体而言，相干解调设定了同步性的混沌信号；一旦遭受噪声，将会缺失鲁棒性。与之相比，非相干解调并非表现出同步性，鲁棒性也很强。因此，非相干解调拥有更广的适用空间。早期的阶段内，这种方式可用来判断比特能量。然而，在噪声升高的状态下，比特能量也将变换固有的阈值，由此增添了误码率。

解调方式设定为回归映射，设置了可识别的混沌信号。具体在调试时，基带将发出某一混沌信号。若要判断参数，可借助辨别映射的方式，在接收端范围内，重构了原有的映射。这种基础上，判断出信号的正负值而后即可解调基带。这种系统拥有简易的优势，更加便于操控。

DCSK即差分混沌键控，它包含如下根本原理：针对各个比特，都包含了两个不等的时隙。经过调制器后，解调并获得可发送的混沌信号。在两类信号中，分别包含信息信号及相关的参考信号。若选取了1的数值，则二者是相同的；若数值为0，那么二者反向。非相干解调的进程中，接收端也配备了标准方案。现存各类方案内，DCSK拥有最低误码率。相比于常见带宽，DCSK相当于一半的速度。

2　解析系统性能

（1）系统的优势及弊病。调频差分式的通信系统也可选取混沌键控。发送混沌信号，经过调频器来具体调节。在这个阶段内，正弦波关系到恒定性的信号幅值。经过调频之后，调制及解调都参照于基带信号。相比于传统的步骤，混沌键控配备的调频差分通信方式可以回避不够稳定的比特能量，同时还获取了最近似的误码率。然而不应忽视，新型通信仍没能从根本上加快传输，仍为一半的信息传输速度。

（2）改进后的通信流程。经过全面改进，创造出增强型的混沌键控体系。新式的思路为：调制解调都构建于回归映射的基础之上，由此设置了结合性的新系统。在频率调制器范围内，可参照的信号包含了映射函数。经过系统时，混沌信号可附加额外的时隙。通过这种方式，发送了可参照的信号。选定两个时隙，同时发送两比特的信号。这样做，就在原先基础上提升至双倍的传输速度。

延时一个比特，而后调制第二个比特。在这以后，再去划分时隙。针对给出来的符号周期，可区分两类不相等的时隙，分别用来携带信息性的信号及混沌的信号。

同时，还需判断出这时的参考信息，用于确定传输方向。设定映射函数时，既要注重于简化，又不可干扰到误码率。如果条件准许，还可选取其余种类函数。设定零的均值，这样即可吻合最初的信号发射条件。此外，信号还会遭受白噪声的干扰。对此，应能选取足够宽的信道用来传递，以便减低信噪比。

信息被传输至接收端后，需要予以解调。在这个步骤内，给出了对应着的解调运算。在相关基础上，做出判决的根据为一半的时隙。详细的流程为：预先缓冲一个比特的接收信号，等下一个时隙到来即可再次去解调。对于两段时隙，经过后续的计算而后给出判决。若结果为正数，那么第一个比特可设置为1；若结果为负，则设置为零。这样做，即可解调得出精准的比特信号。针对第二个时隙，要采纳同种流程予以解调。先要发送信号，而后落实解调。

3　验证得出的结论

混沌键控可设置传输信息时的平均功率，这种功率可以为零倍直至2倍，是不断变化的。在这种状态下，很难确认最优的信噪比。同时，系统也设定为0的判决门限，它并不关系到信噪比。因此最近几年，混沌通信中的关键点即为调频差分性的键控通信。若能改进占空比，即可改进多路径的通信性能，提升总体的性能。

在仿真步骤中，选取了Matlab用来验证。具体在改进后，才能判断出增强型系统的全方位性能。白噪声影响下，信道应能抵抗这种干扰，先期就要设置最佳的带宽。比较可得结论：相比于传统键控系统，改进后的新式混沌键控表现为更优的误码率，信噪比也接近了设定的理想状态。采纳了非相干的系统解调方式，附加并且传输了比特信号。在相等时隙内，可发送双重的比特信号。经过这种改进，可抑制误码率且确保了安全。然而，这样设置出来的电路却稍显复杂。

4　结语

在混沌通信范围内，创造出增强型的新式通信。采纳了调频差分的特定控制方式，改善了占空比及误码率。经过有序调整，调频差分式的键控通信也更能符合多样的通信性能，接近理想状态。然而从现状看，调频差分的增强型混沌键控方式仍没能达到完善，有待持久的改进。未来的实践中，还需继续摸索并归纳经验，在更大范围内改进现有的通信性能。

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［3］赵华，吴勇，殷奎喜.通用差分混沌键控通信系统及其性能分析［J］.通信技术，2012，（2）：79-81.

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Analysis of Performance of Enhanced Frequency Modulated Differential Chaos Shift Keying Communication System

LV Jin-yuan
（Guizhou Radio and TV University，Guiyang，Guizhou 550023，China）

In communication systems，the chaotic communication is equipped with a simple hardware and has the advantage of low power consumption.Therefore，in building a wireless sensor network or ultra wideband communication at low speed in the process of this type of communication is seen as a first choice.All kinds of scheme，the frequency difference set the noncoherent demodulation way of communication，which is a new type of system.For now，enhanced communication system contains the frequency difference form.In communication system，it is necessary to parse the sampling points，the signal elements duty ratio and the number of bits.After comprehensive comparison，it parses the multi-level communication performance.After verification and simulation，it concludes that enhanced the feasibility of the new communication process.

enhanced；FM difference；chaos shift keying communication system；performance analysis

TN911.25

A

2095-980X（2016）07-0064-01

2016-06-18

吕进元，主要研究方向：通信。