基于圆映射的多域联合编码方法、模拟方法、介质及设备

本发明涉及通信系统扩频编码领域，更具体地说，涉及一种基于圆映射的多域联合编码方法、模拟方法、介质及设备。

背景技术：

1、随着计算网络和通信技术的快速发展，21世纪进入了信息通信时代。在信息时代，如何尽可能地保证通信的安全、有效、可靠是人们急需解决的重大问题。特别是移动通信技术，已经是人们日常生活不可或缺的一部分。近十年来，各种信息技术纷纷扩展到各行各业，扩频通信技术这项建立在信息论基础之上的新通信技术成为了军队和企业不可缺少的技术支撑，如航空航天、深空探测、卫星通信、2g/3g/4g通信、cdma技术、无线局域网络等领域。

2、扩频通信技术是无线传输中一种行之有效的抗干扰通信技术，其在抗噪声、抗多径干扰、信号隐蔽性、多址能力和保密性等方面具有传统无线通信方式不可比拟的优势，从而与光纤通信、卫星通信一同被誉为信息时代的三大主流通信技术。扩频通信即扩展频谱通信，其系统的性能优劣很大程度上取决于所选取的扩频序列性能，因此具备良好的相关性及伪随机性的扩频序列对扩频通信系统意义重大。理论上，满足均匀分布且彼此相互独立的随机序列是理想的扩频序列，但是这样的序列很难在实际系统中产生。针对这个问题，人们开始研究类噪声性质的伪随机序列，并用之来充当扩频序列。常用扩频序列大都使用线性或非线性移位寄存器产生的伪随机序列，比如m序列、gold序列等。m序列是目前研究成熟并且应用较广泛的扩频码，m序列是最长线性反馈移位寄存器序列的简称，它是一种伪随机序列，是由带线性反馈的移位寄存器所产生的序列，具有良好的周期性，有很强的规律性，但是正是因为这种周期性和规律性，限制了其扩频技术的性能，本技术领域人员一般采用误码率来评判扩频技术的性能。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，针对扩频通信系统中现有技术误码率不理想等缺陷，提供一种基于圆映射的多域联合编码方法、模拟方法、介质及设备。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于圆映射的多域联合编码方法，该方法包括以下步骤：s1：获取信号源生成发射端目标信号，所述发射端目标信号为随机二进制数；s2：获取圆映射混沌序列，如下述公式所示：θn+1＝mod(fω(θn),1)。其中fω(θn)是θn的周期函数，ω表示的是外力周期与无脉冲外力时转子周期之比，k表示的是周期脉冲外力与转子的耦合强度，θn+1和θn分别表示的是圆映射混沌序列的第n+1和第n位；mod()为取模函数，将所述圆映射混沌序列按照所需比特速率输出，得到扩频码；s3：将所述随机二进制数与所述扩频码进行点乘，得到扩频信号；s4：将所述扩频信号先后进行bpsk调制和正交空时编码，得到发射信号；s5：将所述发射信号送往信道，经由信道得到接收端信号；s6：将所述接收端信号进行译码，得到组合信号，将所述组合信号进行解调后，与所述扩频码进行点乘解扩为接收端目标信号。

3、进一步地，所述的基于圆映射的多域联合编码方法的步骤s4中所述正交空时编码为alamouti 2×2编码。

4、进一步地，所述的基于圆映射的多域联合编码方法的步骤s6中所述译码为alamouti 2×2译码。

5、本发明还提供计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的基于圆映射的多域联合编码方法的步骤。

6、本发明还提供计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，该处理器执行上述的基于圆映射的多域联合编码方法的步骤。

7、本发明还提供一种基于圆映射的模拟方法，包括如下步骤：搭建labveiw与matlab/simulink的联合仿真环境，设置matlab编译环境；在matlab/simulink上构建基于联合仿真的cm-dsss-stbc系统，该系统含有圆映射混沌序列；在labview中构建系统仿真控制模型。

8、进一步地，所述的基于圆映射的模拟方法，其在matlab/simulink上构建基于联合仿真的cm-dsss-stbc系统包括以下步骤：添加信号源生成发射端目标信号，该发射端目标信号为随机二进制数；获取圆映射混沌序列，如公式(1)和(2)，

9、

10、θn+1＝mod(fω(θn),1)                (2)

11、其中fω(θn)是θn的周期函数，ω表示的是外力周期与无脉冲外力时转子周期之比，k表示的是周期脉冲外力与转子的耦合强度，θn+1和θn分别表示的是圆映射混沌序列的第n+1和第n位；mod()为取模函数，将所述圆映射混沌序列按照所需比特速率输出，得到扩频码；将所述随机二进制数与所述扩频码进行点乘，得到扩频信号；将所述扩频信号先后进行bpsk调制和正交空时编码，得到发射信号；设置信道，所述信道用于模拟瑞利衰落信道和高斯白噪声信道，获取信道模型，将所述发射信号经由所述信道模型得到接收端信号；设置译码模块，所述译码模块的用于进行译码，将所述接收端信号进行译码，得到组合信号，设置解调器，所述解调器用于解调，将所述组合信号进行解调后，和所述扩频码进行再次点乘，得到信宿信号，该信宿信号为接收端目标信号；设置误码率计算模块，所述误码率计算模块用于通过比较所述发射端目标信号与信宿信号计算误码率，将所述发射端目标信号和信宿信号送入误码率计算模块，得到误码率，设置圆映射扩频码同步模块，所述圆映射扩频码同步模块用于同步扩频码，设置ni输出1模块，所述ni输出1模块用于输出所述发射端目标信号，设置ni输出2模块，所述ni输出2模块用于输出所述扩频码；设置ni输出3模块，所述ni输出3模块用于输出所述扩频信号，设置ni输出4模块，所述ni输出4模块用于输出所述发射信号，设置ni输出5模块，所述ni输出5模块用于输出所述接收端信号，设置ni输出6模块，所述ni输出6模块用于输出所述组合信号，设置ni输入1模块，所述ni输入1模块用于调整所述高斯白噪声信道的信噪比；

12、进一步地，所述的基于圆映射的模拟方法，其在labview中构建系统仿真控制模型包括以下步骤：设置model path模块，所述model path模块用于输入simulink输出的仿真数据文件的路径，设置load model模块，所述load model模块将所述仿真模型加载到内存中，设置model period模块，所述model period模块输出所述仿真模型的运行速率，设置take model time step模块，所述take model time step模块用于写入所述仿真模型的数据，运行所述仿真模型的一个时间步长，并输出返回值，设置ni in模块，所述ni in模块用于在labview的控制模型中输入高斯白噪声信道的信噪比，设置niout模块，所述niout模块用于显示输出的数据，设置timed loop模块，所述timed loop模块用于根据指定的循环周期顺序执行所述仿真模型步骤，设置unload model模块，所述unload model模块用于从内存中卸载所述load model模块加载的所述仿真模型。

13、本发明还提供计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的基于圆映射的模拟方法的步骤。

14、本发明还提供计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，该处理器执行上述的基于圆映射的模拟方法的步骤。

15、实施本发明提供的一种基于圆映射的多域联合编码方法、模拟方法、介质及设备，具有以下有益效果：

16、1、圆映射序列作为混沌序列，随机性非常强，初值产生微小的改变都可以让整个序列产生巨大差异，使扩频后的信号很难被截获和干扰，本发明利用圆映射序列的这些特点，将圆映射序列应用于扩频通信技术，能够方便地产生大量非相关序列，改善了通信系统的扩频性能，在同等信噪比的情况下，降低了误码率；

17、2、matlab/simulink虽然具有优越的数据处理性能，但不能很好地与硬件进行实时仿真，本发明提供的基于圆映射的模拟方法结合了labview能便捷地与各种测试和测量硬件实时交互的优点，通过搭建labview和matlab/simulink联合仿真环境，可以便捷地对基于圆映射的多域联合编码通信系统进行实时模拟，方便后期使用ni设备开发软硬结合的基于圆映射的多域联合编码通信系统。