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基于时隙变换的多用户多载波相关延迟移位键控系统

张刚 李超凡 蒋忠均

张刚, 李超凡, 蒋忠均. 基于时隙变换的多用户多载波相关延迟移位键控系统[J]. 电子与信息学报, 2023, 45(10): 3568-3577. doi: 10.11999/JEIT221113
引用本文: 张刚, 李超凡, 蒋忠均. 基于时隙变换的多用户多载波相关延迟移位键控系统[J]. 电子与信息学报, 2023, 45(10): 3568-3577. doi: 10.11999/JEIT221113
ZHANG Gang, LI Chaofan, JIANG Zhongjun. Multi-User Multi-Carrier Correlated Delay Shift Keying System Based on Time Slot Transformation[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2023, 45(10): 3568-3577. doi: 10.11999/JEIT221113
Citation: ZHANG Gang, LI Chaofan, JIANG Zhongjun. Multi-User Multi-Carrier Correlated Delay Shift Keying System Based on Time Slot Transformation[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2023, 45(10): 3568-3577. doi: 10.11999/JEIT221113

基于时隙变换的多用户多载波相关延迟移位键控系统

doi: 10.11999/JEIT221113
基金项目: 国家自然科学基金(61771085),重庆市自然科学基金面上项目(cstc2021jcyj-msxmX0836),重庆市教育委员会科研项目(KJ1600407, KJQN201900601)
详细信息
    作者简介:

    张刚:男,博士,教授,研究方向为随机共振微弱信号检测、混沌键控技术

    李超凡:男,硕士生,研究方向为混沌键控技术

    蒋忠均:男,硕士,高级工程师,研究方向为随机共振微弱信号检测、混沌键控技术

    通讯作者:

    蒋忠均 jiangzhongjun1989@163.com

  • 中图分类号: TN911.3

Multi-User Multi-Carrier Correlated Delay Shift Keying System Based on Time Slot Transformation

Funds: The National Natural Science Foundation of China (61771085), The General Program of Chongqing Natural Science Foundation(cstc2021jcyj-msxmX0836), The Research Project of Chongqing Educational Commission (KJ1600407, KJQN201900601)
  • 摘要: 为了改善多用户相关延迟移位键控(CDSK)系统误码率(BER)较高的缺点,该文提出一种基于时隙变换的多用户多载波相关延迟移位键控(TST-MUMC-CDSK)系统。该方案采用置换矩阵对参考信号进行变换达到传输多用户信息的目的。在发送端,复制P次之后的混沌信号与经过希尔伯特变换的正交信号一同经过时隙变换器,产生2N个相互正交的混沌信号来承载2N个用户信息,大大提高了系统的传输速率。该文推导了该系统在加性高斯白噪声(AWGN)信道和瑞利衰落信道(RFC)下的误码率表达式,通过理论分析以及数值仿真验证了理论推导的正确性。仿真结果表明对比于其他同类系统,所提系统在相同误码率的情况下可以节约更多的比特能量,在误码率同为10–2时,该系统所需的信噪比比降噪多用户相关延迟移位键控(NR_MUCDSK)系统低1.5 dB,比无信号间干扰多用户相关延迟移位键控(NISI_MU_CDSK)系统低2.6 dB。该系统具有良好的理论价值,且为实际工程应用提供了良好的参考。
  • 图  1  TST-MUMC-CDSK系统发送端框图

    图  2  时隙变换结构图

    图  3  TST-MUMC-CDSK系统接收端框图

    图  4  滑动平均滤波器结构

    图  5  多径瑞利衰落信道模型

    图  6  RdEB与其他系统对比

    图  7  与其他系统的能量效率对比

    图  8  TST_MUMC_CDSK系统与其他系统的对比

    图  9  $ {E_{\text{b}}}/{N_0} $不同,BER随$ \beta $的变化

    图  10  BER在高斯信道和多径瑞利衰落信道下随$ {E_{\text{b}}}/{N_0} $的变化

    图  11  $ L $不同,BER随$ {E_{\text{b}}}/{N_0} $的变化

    图  12  等增益与不等增益,BER随$ {E_{\text{b}}}/{N_0} $的变化

    图  13  BER随$ {E_{\text{b}}}/{N_0} $和$ \beta $变化3维图

    图  14  BER随$ P $和$ {E_{\text{b}}}/{N_0} $变化3维图

    表  1  TST_MUMC_CDSK与其他系统的传输速率和能量效率对比

    系统传输速率R能量效率EE
    TST_MUMC_CDSK$ 2N/\beta {T_c} $$ 2N/(2N + 1) $
    NISI_MU_CDSK$ N/\beta {T_c} $$ N/(N + 1) $
    NR_MUCDSK$ 2N/\beta {T_c} $$ N/(N + 1) $
    CDSK$ 1/\beta {T_c} $1/2
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    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
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-08-24
  • 修回日期:  2023-02-09
  • 网络出版日期:  2023-02-18
  • 刊出日期:  2023-10-31

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