一種基于OCML的空時編碼方法與裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種基于OCML的空時編碼方法與裝置，該方法包括以下步驟：1)接收信息源輸出的數據進行調制；2)對調制后的數據進行Alamouti編碼得到的編碼矩陣；3)對編碼矩陣進行OCML加密，得到加密后的正交編碼矩陣；4)在發射端，通過不同的發射天線和不同的時隙將此新的編碼矩陣發送出去。本發明專利技術比起現有的移動通信系統，本發明專利技術增強了系統的保密性，系統的性能和容量也大大提高，有著十分良好的應用前景。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及通信
，尤其涉及一種基于OCML的空時編碼方法與裝置。
技術介紹
空時編碼是抗信道衰落和提高系統容量的一種新的編碼方法，它適合于多天線陣信道，綜合了空間分集和時間分集的優點，同時提供分集增益和編碼增益，能獲得遠遠高于傳統單天線系統的頻帶利用率。Alamouti空時分組編碼方案是空時編碼的一種，該方案利用信號的正交性，根據一定的編碼規則，產生正交的空時分組編碼矩陣，然后在不同的天線和不同的時隙上發射，實現空時聯合編碼，使得信號傳輸速率和系統性能大大提高。若x1和x2為編碼器在每一次編碼操作中取出的兩個調制符號的一個分組，則經過Alamouti空時編碼可得第一個發射天線的序列為第二個發射天線的序列為Alamouti方案的主要特征是兩根發射天線的發射序列是正交的，即兩序列的內積為零。時空混沌系統具有偽隨機性、非周期性、長期不可預測性以及各態歷經的特點，同時，時空混沌也表現出十分良好的隨機性、保密性和正交性。目前，基于Alamouti的空時編碼技術已經成為各研究機構的熱點，并且已經擴展到多天線系統和空時編碼結合，是空間資源利用技術的發展方向，其編碼的規則與思想也是基于Alamouti編碼方案的。從以上描述中可知，該編碼方案規則比較簡單，容易破解，通信的保密性不夠好，同時系統的性能和信道容量還有提高的空間。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題在于針對現有技術中的缺陷，提供一種基于OCML的空時編碼方法與裝置，本專利技術方法將正交的空時編碼與有著良好正交性和保密性的單向耦合映像格子OCML結合起來進行空時編碼，以增強系統的保密性，進一步提高系統的性能和信道容量。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于OCML的空時編碼方法，包括以下步驟：1)接收信息源輸出的數據進行調制；2)對調制后的數據進行Alamouti編碼得到的編碼矩陣；3)對編碼矩陣進行OCML加密，得到加密后的正交編碼矩陣；4)在發射端，通過不同的發射天線和不同的時隙將此新的編碼矩陣發送出去。按上述方案，所述步驟1)中采用的調制方式為QPSK調制。按上述方案，所述步驟3)中進行OCML加密采用的矩陣為利用分塊法從NXI矩陣中搜索出的具有良好的時空正交性和保密性的保密矩陣。按上述方案，所述步驟3)中NXI矩陣中，N為迭代次數上限，取值200；I為每次點數上限，取值10000。按上述方案，所述步驟3)中進行OCML加密采用的矩陣為：其中xn(i)表示第i個格點在時刻n的狀態值。一種基于OCML的空時編碼裝置，包括：調制器，用于對接收信息源輸出的數據進行調制；編碼器，用于對調制后的數據進行Alamouti編碼得到的編碼矩陣；加密器，用于對編碼矩陣進行OCML加密，得到加密后的正交編碼矩陣；發射端，用于通過發射端不同的發射天線和不同的時隙將此新的編碼矩陣發送出去。按上述方案，所述調制器中采用的調制方式為QPSK調制。按上述方案，所述加密器中進行OCML加密采用的矩陣為利用分塊法從NXI矩陣中搜索出的具有良好的時空正交性和保密性的保密矩陣。按上述方案，所述加密器中NXI矩陣中，N為迭代次數上限，取值200；I為每次點數上限，取值10000。按上述方案，所述加密器中進行OCML加密采用的矩陣為：其中xn(i)表示第i個格點在時刻n的狀態值。本專利技術產生的有益效果是：相比單獨的Alamouti編碼方案，本專利技術運用Alamouti-OCML結合方案不僅增強了系統的保密性，在同等條件下，系統的性能提高了3到4dB，系統容量也有所提高，因此，比起現有的移動通信系統，本專利技術增強了系統的保密性，系統的性能和容量也大大提高，有著十分良好的應用前景。附圖說明下面將結合附圖及實施例對本專利技術作進一步說明，附圖中：圖1是本專利技術實施例的結構示意圖；圖2為本專利技術提供的Alamouti-OCML編碼方案原理框圖。圖3為Alamouti-OCML方案接收機原理框圖。圖4為Alamouti編碼與Alamouti-OCML編碼性能仿真結果圖。圖5為Alamouti編碼與Alamouti-OCML編碼系統容量仿真結果圖。圖6為分塊法示意圖。圖7為不同位置的OCML保密矩陣性能仿真結果圖。具體實施方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。如圖1所示，包括信息源，調制器，編碼器，以及兩根發射天線。首先，從信息源輸出的數據經過調制，調制的目的就是為了把基帶信號的頻譜搬移到高頻上利于發射(本實施例中采用QPSK調制)，進入編碼器，在Alamouti-OCML空時編碼中，假設采用M進制調制方案，首先，調制每一組m個信息比特。然后，編碼器在每一次編碼操作中取兩個調制符號x1和x2作為一個分組，編碼形成如式(6)所示的編碼矩陣。X=x1-x2*x2x1*---(6)]]>圖2為本專利技術提供的Alamouti-OCML編碼方案原理框圖，為了增強系統的保密性，讓X矩陣乘以一個正交保密矩陣HOCML，得到一個新的正交的編碼矩陣S如式(8)，并根據(9)給出的編碼矩陣映射到發射天線。單向耦合映象格子模型(OCML)是描述時空混沌的一種模型，其結構簡單，且它的格點間相互作用具有方向性，并且具有數值計算效率高、計算過程并行度好的特點。其模型定義為：xn+1(i)＝(1-ε)f(xn(i))+εf(xn(i-1)(7)式(7)中，n為離散的時間坐標；i為離散的空間坐標(i＝1,2,…,L，L為系統尺寸)；ε為擴散系數；xn(i)表示第i個格點在時刻n的狀態值；f(x)為非線性映射的動力學函數。一般情況下，取f(x)＝1-ax2(a為非線性強度),周期性邊界條件由xn(0)＝xn(L)實現。S＝X*HOCML(8)S=s1-s2*s2s1*---(9)]]>將由OCML模型產生的狀態值看作是一個NXI的矩陣，由于矩陣中不同的時刻n和格點i的位置所對應的狀態值的混沌特性不一樣，所以，將NXI的矩陣均勻地分成了五個矩陣，分別研究其作為保密矩陣的性能。分塊的方式如圖6所示。將上述設定的所有的參數代入(7)式中，得則五個正交的矩陣則可以用狀態值表示出來，HOCML1=xN-1(I-1)xN-1(I)xN(I-1)xN(I)---(1)]]>HOCML2=x1(I-1)x1(I)x2(I-1)x2(I)---(2)]]>HOCML3=x1(1)x1(2)x2(1)x2(2)---(3)]]>HOCML4=xN-1(1)xN-1(2)xN(1)xN(2)---(4)]]>HOCML5=xN/2-1(I/2-1)xN/2-1(I/2)xN/2(I/2-1)xN/2(I/2)---(5)]]>以雙接收系統為例，對不同迭代次數和格點數的OCML塊仿真的性能結果如圖7所示：可以看出，當信噪比大于4.5dB時，HOCML1的性能最好，HOCML3的性能最差，從混沌的角度來分析，由于HOCML1處于迭代次數最多且迭代點數的上限位置，所以其混沌性質最好，有著比其它位置更好地隨機性、正交性保密性，因而有著最好的性能；HOCML3處在迭代次數最少且迭代剛開始的位置，所以，其隨機性和正交性最差本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于OCML的空時編碼方法，其特征在于，包括以下步驟：1)接收信息源輸出的數據進行調制；2)對調制后的數據進行Alamouti編碼得到的編碼矩陣；3)對編碼矩陣進行OCML加密，得到加密后的正交編碼矩陣；4)在發射端，通過不同的發射天線和不同的時隙將此新的編碼矩陣發送出去。

【技術特征摘要】
1.一種基于OCML的空時編碼方法，其特征在于，包括以下步驟：1)接收信息源輸出的數據進行調制；2)對調制后的數據進行Alamouti編碼得到的編碼矩陣；3)對編碼矩陣進行OCML加密，得到加密后的正交編碼矩陣；4)在發射端，通過不同的發射天線和不同的時隙將此新的編碼矩陣發送出去。2.根據權利要求1所述的基于OCML的空時編碼方法，其特征在于，所述步驟3)中進行OCML加密采用的矩陣為利用分塊法從NXI矩陣中搜索出的具有良好的時空正交性和保密性的保密矩陣。3.根據權利要求2所述的基于OCML的空時編碼方法，其特征在于，所述步驟3)中NXI矩陣中，N為迭代次數上限，取值200；I為每次點數上限，取值10000。4.根據權利要求2所述的基于OCML的空時編碼方法，其特征在于，所述步驟3)中進行OCML加密采用的矩陣為：其中xn(i)表示第i個格點在時刻n的狀態值。5.根據權利要求1所述的基于OCML的空時編碼方法，其特征在于，所述步驟1)中采用的調制方式為QPSK調制。6.一種...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳朝，武江燕，
申請(專利權)人：中國地質大學武漢，
類型：發明
國別省市：湖北;42