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申请/专利权人：西安现代控制技术研究所

摘要：本发明涉及一种基于参考信号重构的高速率差分键控隐蔽通信方法，解决了目前方法通信速率较慢、误码率高、抗干扰能力弱的问题。步骤1、通信系统参数配置；步骤2、准备待发送的二进制信息；步骤3、采用混沌成型滤波器产生混沌信号；步骤4、构建待传输参考信号；步骤5、确定每个子载波每一帧待传输信息序列；步骤6、构建待传输信息信号；步骤7、构建发送信号；步骤8、接收信号下载波解调和匹配滤波；步骤9、将接收参考信号和接收信息信号的匹配滤波信号降采样；步骤10、采样序列重组；步骤11、参考信号携带信息解码及混沌信号重构；步骤12、信息信号解码。本发明获得了更高的通信速率；极大地降低了噪声干扰，具有极低的误码率。

主权项：1.一种基于参考信号重构的高速率差分键控隐蔽通信方法，其特征是：包括以下步骤：步骤1、通信系统参数配置通信系统参数包括以下两个部分：①混沌信号产生器参数，混沌成型滤波器基频f、采样频率fs，则一个混沌符号的过采样率ns＝fsf；②混沌调制参数，混沌信号长度L、重复次数Nr，则扩频增益SF＝L*Nr，信息子载波数量NI，参考子载波数量NR，总载波数量Nc＝NI+NR，混沌差分键控调制系数Cd，满足CdNr，位置索引调制系数其中“！”是阶乘算子，是向下取整算子，按照上述配置，一帧传输信号可以发送N＝Ncsf+Ndcsk+Nppm个二进制信息，包括第一路混沌信号携带Ncsf＝Ls个二进制信息，第二路混沌差分键控携带Ndcsk＝2*NI*Cd个二进制信息，第三路位置索引携带Nppm＝2*NI*Cp个二进制信息；步骤2、准备待发送的二进制信息一帧信号共传输N个二进制信息比特为+1或-1，其中由混沌信号编码Ncsf个二进制信息由混沌差分键控编码Ndcsk个二进制信息每路信息子载波携带NdcskNI个二进制信息；位置索引调制携带Nppm个二进制信息其中每路子载波携带NppmNI个二进制信息；步骤3、采用混沌成型滤波器产生混沌信号采用步骤1的混沌信号产生器参数，将步骤2中描述的Ncsf个二进制信息送入如下的混沌成型滤波器 其中t为系统演化时间，ut为混沌成型滤波器输出的混沌信号，an是中的第n个二进制信息，是向下取整算子，即表示小于t的最大整数，混沌系统基函数pt如下 其中f是步骤1中的混沌成型滤波器基频，参数ω＝2πf，β＝fln2；步骤4、构建待传输参考信号将步骤3中产生的混沌信号ut重复Nr次作为传输参考信号再将该传输参考信号SReft复制NR次得到1≤ii≤NR以供NR个参考子载波分别传输；步骤5、确定每个子载波每一帧待传输信息序列针对第i个信息子载波i＝1,2,…,NI，分别取出由混沌差分键控调制和位置索引调制中待传输的第i路信息，即和按照步骤1中设置的混沌差分键控调制系数Cd和位置索引调制系数Cp，对应的第i个信息子载波i＝1,2,…,NI的I路信息分别为和Q路信息分别为和步骤6、构建待传输信息信号将步骤5中第i个信息子载波i＝1,2,…,NI的δδ＝I或Q路信息中的按照下式由二进制转为十进制 其中是位置索引调制传输的第i个信息子载波中或中的第k位信息；按照步骤1中的调制系数Cd和重复次数Nr设置信息和位置的一一映射方案，构造如下 其中式4中表示从[0,2,...,Nr-1]中任意取出不重复的Cd个元素，表示排列组合“！”为阶乘算子，第m个位置映射Zm对应的索引值为当Zm与式3中的十进制数D相等时，则将对应的索引值用于位置索引调制；将步骤3中的混沌信号ut与步骤5中混沌差分键控调制的第i个子载波的δδ＝I或Q路信息中的相乘，得到信息信号 并将该信号插入到传输信号的第段位置，其它位置补同样长度的0向量，得到待传输信息信号 其中且第1段到第Nr段的每一段信号的采样点数量均与步骤1中设定的一段混沌信号长度相等，记为L；将I路和Q路对应的分别构成第i个子载波待传输信息信号的实部和虚部 其中j为虚数单位，j2＝-1；步骤7、构建发送信号将步骤5、步骤6得到的NI个信息子载波信号和步骤4得到的NR个信息子载波信号，共Nc＝NI+NR个子载波经过上载波调制得到发送信号Tt 其中f0为载波信号的初始频率，f1＝f0+Δf·NR,Δf为载波频率间隔，Re·和Im·分别表示信号的实部和虚部；步骤8、接收信号下载波解调和匹配滤波接收信号Rt经过下载波解调，分别得到2NR个接收参考信号和NI个I路和Q路接收信息信号接收参考信号和接收信息信号分别表示为 将式5和6信号送入如下的匹配滤波器 其中·表示为Ref,δ和Inf,δ，ξ·表示参考信号和信息信号的I路和Q路的滤波输出，gt＝p-t为步骤3中混沌成型滤波器基函数pt的时间逆函数，dτ是积分变量，i表示第i个子载波的接收信号；步骤9、将接收参考信号和接收信息信号的匹配滤波信号降采样按照dt＝1f间隔分别对接收参考信号、信息信号的I路和Q路的滤波输出信号降采样，得到最大信噪比采样序列y.m： 对应的采样序列表示为Y.＝[y.1,y.2,...,y.NcsfNr]；步骤10、采样序列重组将步骤9中的采样序列Y.其中·表示Ref,δ和Inf,δ重组，表达式见式9： 其中子载波1≤i≤NI；步骤11、参考信号携带信息解码及混沌信号重构将步骤10中得到的XRef,I和XRef,Q两个矩阵按行求和，得到求和序列其中第n个值按照式10解码参考信号携带的Ncsf个二进制信息 将解码的Ncsf个信息送入与步骤3中式1给出的混沌成型滤波器，重构出混沌信号之后，将重构的混沌信号送入与步骤8中式7所示匹配滤波器，得到重构信号的匹配滤波输出信号并经过步骤9中式8的降采样规则对重构匹配滤波信号降采样，得到重构降采样序列由于在解码中不仅采用了匹配滤波，而且多次求和后的参考信号极大地提升接收端信噪比，使得对应解码信息的误码率远远低于混沌差分键控和脉冲位置调制，将重构后的混沌信号经过匹配滤波和降采样后，用于混沌差分键控和脉冲位置调制方案解码的参考信号，可以减小参考信号受到的环境干扰，尤其在高信噪比环境下可以完全消除信道环境影响；步骤12、信息信号解码将步骤11中得到的重构降采样序列与步骤10中第i个子载波信息重组矩阵的转置相乘，见式11： 其中上标Tr表示转置操作，计算序列绝对值最大的Cd个值的索引值其中abs·表示求绝对值，则表示序列中的第个值；按照下式12恢复混沌差分键控传输的信息比特： 其中将估计的索引值代入下式13，得到估计的映射值 上式中估计的映射值即为脉冲位置调制传输的多进制符号，其中表示排列组合“！”为阶乘算子；脉冲位置调制的解码信息通过将式13中2Cp进制信息向二进制的转换即可实现，即找到满足如下等式的一组二进制信息： 从而完成全部解码。

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