多用户正交差分混沌键控通信系统

第 ４１ 卷 第 ３ 期
系统工程与电子技术
Ｖｏｌ．４１ Ｎｏ．３２０ Nhomakorabea９ 年 ３ 月
ＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｍａｒｃｈ２０１９

文 章 编 号 ：１００１５０６Ｘ（２０１９）０３０６６７０７
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆｔｈｅｌｏｗｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｒａｔｅｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｃｈａｏｓｓｈｉｆｔｋｅｙｉｎｇ （ＤＣＳＫ），ａｍｕｌｔｉｕｓｅｒｏｒｔｈｏｇｏｎａｌＤＣＳＫｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｓｙｓｔｅｍｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｅｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｉｍｅｓｌｏｔｓｂｙｄｅｌａｙｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｍｅｓ，ｓｅｎｄｉｎｇ犖 ｕｓｅｒｓｉｎｐｅｒｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｉｍｅｓｌｏｔｔｏｉｍ ｐｒｏｖｅｉｔｓｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｒａｔｅ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｃｈａｏｔｉｃｇｅｎｅｒａｔｏｒｉｓｕｓｅｄｔｏｇｅｎｅｒａｔｅｔｗｏｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｃｈａｏｔｉｃｓｉｇｎａｌｓｔｏｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙｅｌｉｍｉｎａｔｅｔｈｅｉｎｔｒａｓｉｇｎａｌｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｂｉｔｅｒｒｏｒ ｒａｔｅ （ＢＥＲ）．Ｉｎｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｓｙｓｔｅｍ，ＢＥＲ ａｎｄｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｒａｔｅｃａｎｂｅａｎａｌｙｚｅｄｆｒｏｍ ｔｗｏａｓｐｅｃｔｓ：ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒｏｆｄｅｌａｙｌｉｎｅｓａｎｄｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｕｓｅｒｓ．ＴｈｅＢＥＲｆｏｒｍｕｌａｕｎｄｅｒａｄｄｉｔｉｖｅｗｈｉｔｅＧａｕｓｓｉａｎｎｏｉｓｅａｎｄＲａｙ ｌｅｉｇｈｆａｄｉｎｇｃｈａｎｎｅｌｓｉｓｄｅｒｉｖｅｄａｎｄｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＢＥＲａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｒａｔｅ，ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅｉｔｈａｓｇｏｏｄｐｒａｃｔｉｃａｌｖａｌｕｅ．
关 键 词 ：多 用 户 差 分 混 沌 移 位 键 控 ；正 交 ；误 码 率 ；传 输 速 率 中 图 分 类 号 ：ＴＮ９１１．３ 文 献 标 志 码 ：Ａ 犇犗犐：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０６Ｘ．２０１９．０３．２８
犕狌犾狋犻狌狊犲狉狅狉狋犺狅犵狅狀犪犾犱犻犳犳犲狉犲狀狋犻犪犾犮犺犪狅狊狊犺犻犳狋犽犲狔犻狀犵犮狅犿犿狌狀犻犮犪狋犻狅狀狊狔狊狋犲犿
ＺＨＡＮＧ Ｇａｎｇ，ＣＨＥＮ Ｈｅｘｉａｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｔｉａｎｑｉ
（犆犺狅狀犵狇犻狀犵犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犛犻犵狀犪犾犪狀犱犐狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀犘狉狅犮犲狊狊犻狀犵，犆犺狅狀犵狇犻狀犵犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳 犘狅狊狋狊犪狀犱犜犲犾犲犮狅犿犿狌狀犻犮犪狋犻狅狀狊，犆犺狅狀犵狇犻狀犵４０００６５，犆犺犻狀犪）
号，因为以一半时间为代价发送不携带信 息 的 参 考 信 号，其 传输速 率 较 低。 为 提 高 其 传 输 速 率，相 关 延 迟 移 位 键 控 （ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｄｅｌａｙｓｈｉｆｔｋｅｙｉｎｇ，ＣＤＳＫ）系统 被 ［７］ 提 出，将 参 考信号与延迟后的信 号 加 和 在 一 起，传 输 速 率 是 ＤＣＳＫ 的 两倍，但是其误码性能大大降低。文献［８ １２］提 出 了 一 系 列改进型 ＤＣＳＫ 和 ＣＤＳＫ 混沌通信方案。多用户技术能大 大提升系统的传输速率，是现代通信领域 研 究 的 主 流 趋 势。 为提高 ＤＣＳＫ 系统传输 速 率，国 内 外 研 究 学 者 提 出 了 一 系 列 改 进 型 多 用 户 方 案［１３ 。 １６］
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｍｕｌｔｉｕｓｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｃｈａｏｓｓｈｉｆｔｋｅｙｉｎｇ （ＭＵＤＣＳＫ）；ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ；ｂｉｔｅｒｒｏｒｒａｔｅ （ＢＥＲ）； ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｒａｔｅ
０ 引 言
混沌信号具 有 很 多 优 良 的 特 性［１３］，如：信 号 具 有 非 周 期性、类似白噪声、初 值 敏 感、不 可 预 测 以 及 良 好 的 自 （互） 相关特性等，在通信领域有着很大的 应 用 价 值［４５］。 混 沌 调 制技术主要由混沌模 拟 调 制、混 沌 扩 频 通 信 和 混 沌 数 字 调 制 ３ 部 分 组 成 。 其 中 ，混 沌 数 字 调 制 是 当 前 研 究 的 热 点 。 由 于 目 前 没 有 完 全 攻 克 鲁 棒 的 混 沌 同 步 问 题 ，混 沌 数 字 调 制 基 本采用的是非相干解调。混沌数字调制方案的经典方案是 差分混沌 移 位 键 控（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｃｈａｏｓｓｈｉｆｔｋｅｙｉｎｇ，ＤＣＳＫ）系 统［６］。ＤＣＳＫ 系统将一个比特周 期 平 均 分 成 两 个 相 同 时 间 的时隙，前一半时隙发送参考信号，后一半 时 隙 发 送 信 息 信
网 址 ：ｗｗｗ．ｓｙｓｅｌｅ．ｃｏｍ
多用户正交差分混沌键控通信系统
张 刚 ，陈 和 祥 ，张 天 骐
（重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室，重庆 ４０００６５）
摘 要：针对传统差分混沌移位 键 控（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｃｈａｏｓｓｈｉｆｔｋｅｙｉｎｇ，ＤＣＳＫ）传 输 速 率 较 低 的 问 题，提 出 一 种 多 用户正交 ＤＣＳＫ 通信系统。该系统通过延迟不同时间区分不同信息时隙，每个信息时隙发送 犖 个用户，有效提升其 速 率 。 同 时 采 用 正 交 混 沌 发 生 器 产 生 两 路 正 交 的 混 沌 信 号 ，彻 底 消 除 其 信 号 内 干 扰 ，提 升 系 统 误 码 性 能 。 该 系 统 从 延迟线数目以及用户数两个方面分析了系统误码率和传输速率。推导在加性高斯白噪声和 Ｒａｙｌｅｉｇｈ衰落信道下的 误 码 率 公 式 并 进 行 仿 真 。 仿 真 结 果 表 明 ，该 系 统 能 够 有 效 改 善 误 码 性 能 和 提 升 速 率 ，具 有 很 好 的 实 用 价 值 。