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基于MIMO技术的DCSK通信方案的性能分析
2013-11-22 | 阅:  转:  |  分享 
  
基于MIMO技术的DCSK通信方案的性能分析



一、DCSK通信系统的通信原理分析

在通信应用中,DCSK通信系统是一种差分混沌键控制的通信应用系统,它是在SCK通信系统通信研究的基础上提出,并经过优化改进应用实现的。DCSK通信系统进行通信应用的原理比较简单,并且在实际通信应用中,具有比较突出的稳健性优势,在实际通信中的研究和应用相对比较广泛,并且逐渐成为通信技术研究领域的研究重点。如图1所示,为DCSK混沌通信系统的通信结构示意图。

如DCSK混沌通信系统的通信结构所示,在进行数据信号的通信传输过程中,通信系统中每发送的一个比特信号,都是通过两个混沌抽样函数进行表示,并且这两个混沌抽样函数中,第一个函数是作为参考信号,而第二个函数是作为承载信息,通过混沌通信系统进行通信传输实现。在DCSK混沌通信系统中,如果进行发送的信号比特为1,那么系统通信过程中,第二个混沌抽样函数就与第一个参考信号函数是相同的;而如果进行发送的信号比特为-1,那么系统通信过程中,第二个混沌抽样函数就与第一个参考信号函数是相反的。根据DCSK混沌通信系统的这一通信规律,系统通信中主要通过在信号接收端,对于参考信号与承载信号通过互相关后判决解调,实现系统的通信传输。通常情况下,对于DCSK混沌通信系统中,进行发送的信号L,其两个函数表示形式如下(1)所示。





在上述的信号函数表示公式中,Xk表示的是发送信息L的比特参考信号段的混沌序列,而Xk-β表示的是延时后发送信息承载段的混沌序列。



二、基于MIMO技术的DCSK通信方案与性能分析

2.1基于MIMO技术的DCSK通信方案

基于MIMO技术的DCSK通信方案,也就是通过利用MIMO技术的通信优势,与DCSK混沌通信系统进行结合应用,实现数据信号的通信传输,通常情况下,将这种通信技术与方案称为MIMO-DCSK混沌通信方案。

2.1.1MIMO-DCSK混沌通信系统

MIMO-DCSK混沌通信系统的通信实现,是在对于DCSK混沌通信中的混沌映射序列进行改进的情况下,进行通信应用实现的,如下(2)所示,是改进型的混沌映射序列,也就是Logistic序列。

xk+1=1-2xk2(2)

应用上述混沌映射序列进行MIMO-DCSK混沌通信系统通信过程中,该序列的混沌映射产生过程比较简单,并且通信应用中相关性比较好,进行通信计算中由于这种改进混沌序列中的均值是零,因此,在进行混沌序列方差以及其他的一些通信计算中也比较简单方便,并且通常在进行MIMO-DCSK混沌通信系统的设计中,多是采用两个发送与两个接收天线的天线系统,进行通信设计实现,通信过程中的空时编码都是使用空时分组码的分集发射编码技术,进行编码设计实现,因此在通信应用中,具有有效抵抗衰落和独立通信信道性能最佳的特征优势。

2.1.2MIMO-DCSK混沌通信系统的设计

进行MIMO-DCSK混沌通信系统的设计实现,主要就是进行该系统中的发射端以及接收端、通信信道的设计。首先,系统发射端的设计中,主要是在对于空时编码的信息比特进行调制的情况下,通过串并转换,由编码器通过每一次编码进行编码符号调制分组,并根据相关编码矩阵通过映射到发射天线中发射出去;而通信信道结构部分的设计,是在发送天线经过衰落信道的增益变化设置,并进行高斯信道白噪声的叠加之后,由接收天线进行接收与判决实现;最后,MIMO-DCSK混沌通信系统的接收端,在进行设计中,主要是对于经过信道的信号以及噪声、干扰信号等,在一起接收实现的情况下,其中接收信号首先通过相关接收器进行接收实现,然后再由STBC解码器对于接收信号进行解码处理,最后实现系统的信号通信传输实现。如下图2所示,为MIMO-DCSK混沌通信系统的设计框架示意图。

2.2基于MIMO技术的DCSK通信的性能分析

为了实现对于MIMO-DCSK混沌通信系统的通信性能的分析,特意采用了仿真实验,通过对于上述提出的MIMO-DCSK混沌通信系统设计方案,进行仿真设计,并在高斯白噪声信道下,利用该通信系统进行信号通信传输,并对于通信性能效果进行分析。在仿真模型建立中,采用的是改进型混沌映射序列作为混沌序列发生器,进行通信应用。如下图3所示,为对于MIMO-DCSK混沌通信系统的通信性能仿真分析对比示意图。



根据该图可知,MIMO-DCSK系统通信的误码性能,与DCSK混沌通信系统的误码性能相比,有很大的改善和提高。

三、结束语

总之,基于MIMO技术的DCSK通信方案,在实际通信应用中,与DCSK混沌通信系统通信相比,在通信误码性能上有很大的改善与提升,具有实际应用价值。



















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