基于瑞利衰落信道的SIMO

申请/专利权人：南京铁道职业技术学院

申请日：2021-11-15

公开（公告）日：2022-02-11

公开（公告）号：CN114039825A

主分类号：H04L27/18(20060101)

分类号：H04L27/18(20060101);H04L27/26(20060101)

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2022.02.11#公开

摘要：本发明公开了基于瑞利衰落信道的SIMO‑HPO‑CDSK通信方法，包括以下步骤：步骤S1、HPO‑CDSK系统模型构建，步骤S2、SIMO‑HPO‑CDSK系统模型构建，步骤S3、HPO‑CDSK性能分析，步骤S4、SIMO‑HPO‑CDSK性能分析，步骤S5、仿真实验及结果分析；采用高斯近似分析法分别在AWGN信道和瑞利衰落信道条件下推导分析了SIMO‑HPO‑CDSK的理论BER表达式，并且进行了仿真，在接收端解调时消除信号内干扰，SIMO‑HPO‑CDSK的BER性能要优于DCSK、CDSK和HE‑DCSK，SIMO‑HPO‑CDSK可以在同一个时隙同时传递2个比特信息，其频谱利用率是CDSK、DCSK、HE‑DCSK和PO‑CDSK的2倍，此外，随着接收天线数量的增加，SIMO‑HPO‑CDSK的BER性能将进一步降低。

主权项：1.基于瑞利衰落信道的SIMO-HPO-CDSK通信方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、HPO-CDSK系统模型构建，步骤S2、SIMO-HPO-CDSK系统模型构建，步骤S3、HPO-CDSK性能分析，步骤S4、SIMO-HPO-CDSK性能分析，步骤S5、仿真实验及结果分析；步骤S1：HPO-CDSK的复帧结构与PO-CDSK相似，在一个复帧中包含θ+1个相等的帧；一帧中包含β个相等的时隙，β表示扩展因子；在第k个时隙中，混沌信号为xt＝xkhTt,kTC≤t＜k+1TC；xk是来自混沌发生器的序列，Tc是一个时隙的周期，hTt是平方根升余弦滤波器的脉冲响应，hTt的单位能量为在一个帧中同时发送两个参考信号，所以在发送信号st中得出信息符号d1,δ,l和d2,δ,l，在第l帧期间得出发射信号st的表达式；假设发射信号受到加性高斯白噪声AWGN的干扰，接收信号的表达式为rt＝st+ξt，其中ξt是独立且均匀分布的零均值高斯噪声，在接收机处，延迟的信号将用作参考分量用于解调，在第δ个复帧的第l帧期间，得出相关起的输出表达式，将估计信息符号判决为“+1”或“-1”；步骤S2：将多个天线分配给接收器端，由于接收端采用多天线，发射天线和接收天线之间构成多条相对独立的信道，这意味着信道状态在每个传输周期内保持恒定；在SIMO-HPO-CDSK系统中，我们假设所有信道均满足相同的瑞利衰落信道条件，因此，在第i个接收天线处的接收信号可以表示如下：rit＝hitst+ξit；其中hit和ξit是发射机天线与第i个接收机天线之间的信道参数，hit是独立、瑞利分布随机变量，ξit是独立同分布的高斯白噪声；在瑞利衰落信道模型下，SIMO-HPO-CDSK系统的第i个相关器输出为以及通过将各个支路的HPO-CDSK解调器输出等增益求和，可以确定d1,δ,l和d2,δ,l。在瑞利衰落信道模型下，y1,δ,l和y2,δ,l的表达式可以推导为以及将y1,δ,l和y2,δ,l进行判决，可以得到信息输出；步骤S3：对于契比雪夫映射，条件期望为E[y1,δ,l]＝βd1,δ,lE[μ]＝βd1,δ,lPsE[y2,δ,l]＝βd2,δ,lE[μ]＝βd2,δ,lPs，采用高斯近似分析方法，在AWGN信道下，推导出HPO-CDSK相关器输出的BER公式；步骤S4：根据SIMO-HPO-CDSK中的y1,δ,l和y2,δ,l的表达式，在切比雪夫映射条件下，得出在AWGN信道环境下的SIMO-HPO-CDSK相关器输出输出的BER公式，同样的基于瑞利衰落信道中的信道衰落参数集合，在瑞利衰落信道下，推导出SIMO-HPO-CDSK相关器输出的BER公式。步骤S5：为了验证上节中的性能分析，本节将各种信道条件下BER的仿真结果与第二部分中的分析结果进行比较。

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