高级搜索

短参考正交多用户差分混沌键控方案的性能分析

张刚 赵畅畅 张天骐

引用本文: 张刚, 赵畅畅, 张天骐. 短参考正交多用户差分混沌键控方案的性能分析[J]. 电子与信息学报, doi: 10.11999/JEIT181038 shu
Citation:  Gang ZHANG, Changchang ZHAO, Tianqi ZHANG. Performance Analysis of Short Reference Orthogonal Multiuser Differential Chaotic Shift Keying Scheme[J]. Journal of Electronics and Information Technology, doi: 10.11999/JEIT181038 shu

短参考正交多用户差分混沌键控方案的性能分析

    作者简介: 张刚: 男,1976年生,博士,教授,研究方向为混沌同步,混沌保密通信;
    张天骐: 男,1971年生,博士后,教授,研究方向为扩频信号的盲处理、神经网络实现以及信号的同步处理;
    通讯作者: 赵畅畅, 1842771469@qq.com
  • 基金项目: 国家自然科学基金(61771085, 61371164),信号与信息处理重庆市市级重点实验室建设项目(CSTC2009CA2003),重庆市教育委员会科研项目(KJ1600429)

摘要: 针对差分混沌移位键控(DCSK)传输率低这一缺点,以及进一步改善系统的误码性能,该文提出一种短参考正交多用户DCSK(SOM-DCSK)通信系统。该系统将参考信号缩短为每个信息承载信号的1/P,通过延迟时间的不同传输多个用户,然后在每个信息时隙中利用希尔伯特变换的正交性达到传输2 bit信息信号的目的。该文推导了SOM-DCSK系统在加性高斯白噪声(AWGN)和Rayleigh衰落信道下的比特误码率(BER)公式并进行了实验仿真。仿真结果表明:相同条件下,该方案相比于传统多用户系统的误码性能有了明显的改进,具有很好的实用价值。

English

    1. [1]

      陈志刚, 梁涤青, 邓小鸿, 等. Logistic混沌映射性能分析与改进[J]. 电子与信息学报, 2016, 38(6): 1547–1551. doi: 10.11999/JEIT151039
      CHEN Zhigang, LIANG Diqing, DENG Xiaohong, et al. Performance analysis and improvement of logistic chaotic mapping[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2016, 38(6): 1547–1551. doi: 10.11999/JEIT151039

    2. [2]

      TONG Xiaojun. Design of an image encryption scheme based on a multiple chaotic map[J]. Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 2013, 18(7): 1725–1733. doi: 10.1016/j.cnsns.2012.11.002

    3. [3]

      LEE T F. Enhancing the security of password authenticated key agreement protocols based on chaotic maps[J]. Information Sciences, 2015, 290: 63–71. doi: 10.1016/j.ins.2014.08.041

    4. [4]

      KADDOUM G, TRAN H V, KONG L, et al. Design of simultaneous wireless information and power transfer scheme for short reference DCSK communication systems[J]. IEEE Transactions on Communications, 2017, 65(1): 431–443. doi: 10.1109/TCOMM.2016.2619707

    5. [5]

      KENNEDY M P, KOLUMBÁN G, and KIS G. Chaotic modulation for robust digital communications over multipath channels[J]. International Journal of Bifurcation and Chaos, 2000, 10(4): 695–718. doi: 10.1142/S0218127400000499

    6. [6]

      LYU Yibo, WANG Ling, CAI Guofa, et al. Iterative receiver for M-ary DCSK systems[J]. IEEE Transactions on Communications, 2015, 63(11): 3929–3936. doi: 10.1109/TCOMM.2015.2425877

    7. [7]

      HASLER M and SCHIMMING T. Chaos communication over noisy channels[J]. International Journal of Bifurcation and Chaos, 2000, 10(4): 719–735. doi: 10.1142/S0218127400000505

    8. [8]

      KADDOUM G and SOUJERI E. NR-DCSK: A noise reduction differential chaos shift keying system[J]. IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, 2016, 63(7): 648–652. doi: 10.1109/TCSII.2016.2532041

    9. [9]

      DAWA M, KADDOUM G, and SATTAR Z. A generalized lower bound on the bit error rate of DCSK systems over multi-path Rayleigh fading channels[J]. IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, 2018, 65(3): 321–325. doi: 10.1109/TCSII.2017.2733381

    10. [10]

      KOLUMBAN G, VIZVÁRI B, SCHWARZ W, et al. Differential chaos shift keying: A robust coding for chaotic communication[C]. Proceedings of the 4th International Specialist Workshop on Nonlinear Dynamics of Electronic Systems, Seville, Spain, 1996: 87–92.

    11. [11]

      SUSHCHIK M, TSIMRING L S, and VOLKOVSKII A R. Performance analysis of correlation-based communication schemes utilizing chaos[J]. IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Fundamental Theory and Applications, 2000, 47(12): 1684–1691. doi: 10.1109/81.899920

    12. [12]

      KADDOUM G, SOUJERI E, and NIJSURE Y. Design of a short reference noncoherent chaos-based communication systems[J]. IEEE Transactions on Communications, 2016, 64(2): 680–689. doi: 10.1109/TCOMM.2015.2514089

    13. [13]

      GALIAS Z and MAGGIO G M. Quadrature chaos-shift keying: Theory and performance analysis[J]. IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Fundamental Theory and Applications, 2001, 48(12): 1510–1519. doi: 10.1109/TCSI.2001.972858

    14. [14]

      LAU F C M, YIP M M, TSE C K, et al. A multiple-access technique for differential chaos-shift keying[J]. IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Fundamental Theory and Applications, 2002, 49(1): 96–104. doi: 10.1109/81.974883

    15. [15]

      YANG Hua, TANG W K S, CHEN Guanrong, et al. System design and performance analysis of orthogonal multi-level differential chaos shift keying modulation scheme[J]. IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, 2016, 63(1): 146–156. doi: 10.1109/TCSI.2015.2510622

    16. [16]

      张刚, 孟维, 张天骐. 多用户分段移位差分混沌键控通信方案[J]. 电子与信息学报, 2017, 39(5): 1219–1225. doi: 10.11999/JEIT160795
      ZHANG Gang, MENG Wei, and ZHANG Tianqi. Multiuser communication scheme based on segment shift differential chaos shift keying[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2017, 39(5): 1219–1225. doi: 10.11999/JEIT160795

    17. [17]

      MANDAL S and BANERJEE S. Analysis and CMOS implementation of a chaos-based communication system[J]. IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, 2004, 51(9): 1708–1722. doi: 10.1109/TCSI.2004.834482

    1. [1]

      张刚许嘉平张天骐. 基于希尔伯特变换的多用户DCSK通信系统性能分析. 电子与信息学报, doi: 10.11999/JEIT180110

    2. [2]

      张刚陈和祥张天骐. 多用户降噪差分混沌键控通信方案. 电子与信息学报, doi: 10.11999/JEIT171173

    3. [3]

      张刚孟维张天骐. 多用户分段移位差分混沌键控通信方案. 电子与信息学报, doi: 10.11999/JEIT160795

    4. [4]

      段俊毅蒋国平杨华. 无信号内干扰的相关延迟键控混沌通信方案. 电子与信息学报, doi: 10.11999/JEIT150660

    5. [5]

      郭广颂文振华郝国生. 基于群体决策的多用户协同交互式遗传算法. 电子与信息学报, doi: 10.11999/JEIT171234

    6. [6]

      金梁宋昊天钟州许晓明. 多用户大规模MIMO自适应安全传输策略. 电子与信息学报, doi: 10.11999/JEIT170974

    7. [7]

      胡莹黄永明俞菲杨绿溪. 多用户大规模MIMO系统能效资源分配算法. 电子与信息学报, doi: 10.11999/JEIT150088

    8. [8]

      崔苗喻鑫李学易张广驰刘怡俊. 多用户多载波无线携能通信系统的上下行联合资源分配. 电子与信息学报, doi: 10.11999/JEIT180762

    9. [9]

      李钊刘瑞雪王琳马丹. MU-MIMO下行链路基于关联干扰的先验式用户调度. 电子与信息学报, doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00046

    10. [10]

      黄大卫. 希尔伯特变换器的新实现. 电子与信息学报,

    11. [11]

      张绪省朱贻盛成晓雄程煜明. 信号包络提取方法从希尔伯特变换到小波变换. 电子与信息学报,

    12. [12]

      宋立军唐友喜李少谦戚骥. 频域扩频码片级差分检测的误码率性能分析. 电子与信息学报,

    13. [13]

      甘良才俞柏峰李伟华. 基于FFT解调的短波FH-DQPSK系统信道比特误码率的估计. 电子与信息学报,

    14. [14]

      陈钟麟朱光喜蔡玮. 差分空时编码CDMA系统的多用户接收机设计. 电子与信息学报,

    15. [15]

      朱毅超甘良才熊俊俏郭见兵. 同步短波差分跳频多址系统单用户及多用户检测的性能. 电子与信息学报, doi: 10.3724/SP.J.1146.2009.00050

    16. [16]

      薛金银焦秉立. 一种基于最小误码率的OFDM自适应比特及功率分配算法. 电子与信息学报,

    17. [17]

      孙克辉周家令牟俊. 多用户混沌序列扩频通信系统设计与性能分析. 电子与信息学报, doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00265

    18. [18]

      曾二林朱世华廖学文王君. 空分复用多输入多输出系统中的分组多用户分集. 电子与信息学报, doi: 10.3724/SP.J.1146.2006.00766

    19. [19]

      王亚峰张峻峰章健杨大成. 多用户MIMO系统下行链路的空分多址发送预滤波技术研究. 电子与信息学报,

    20. [20]

      张雷武刚李少谦. 时变信道中非理想反馈条件下波束成形的误码率分析. 电子与信息学报, doi: 10.3724/SP.J.1146.2008.01192

  • 图 1  SOM-DCSK系统帧结构图

    图 2  SOM-DCSK系统发射端框图

    图 3  SOM-DCSK系统解调框图

    图 4  信息速率增强百分比

    图 5  比特能量节约百分比

    图 6  两径Rayleigh衰落信道模型

    图 7  SOM-DCSK的Monte Carlo仿真与理论值比较

    图 8  BER随参考时隙长度变化曲线

    图 9  ${E_{\rm b}}/{N_0}$不同时BER随用户数变化曲线

    图 10  AWGN信道中不同系统性能对比图

    图 11  SOM-DCSK系统的在两种增益下的仿真比较

    图 12  Rayleigh信道中不同系统性能对比图

  • 加载中
图(12)
计量
  • PDF下载量:  4
  • 文章访问数:  29
  • HTML全文浏览量:  21
  • 引证文献数: 0
文章相关
  • 通讯作者:  赵畅畅, 1842771469@qq.com
  • 收稿日期:  2018-11-13
  • 录用日期:  2019-05-13
  • 网络出版日期:  2019-05-24
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章