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基于混沌的纠错编码设计和实现

作者:小编 日期:Jul.07.2025 点击数:  

  (1.华南理工大学电信学院,广东广州510641;2.佛山科技学院电子系,广东佛山528000)

  擒要t本文在扩展卡尔曼滤波,混沌信号模拟调制,以及数字纠错编码的码距离度量等思想

  现了~套基于混沌的模拟纠错编码/解码算法.仿真结果表明在低信噪比情况下,该算法有

  通信环境对传输信号的干扰作用是不可避免的,如何尽可能地恢复发射信号的完整性是信

  领域的重要研究课题之一.维纳,卡尔曼等提出的滤波方法【l,】是常用的还原发射信号的工

  错编码也是恢复原始信号的有效方法,而模拟纠错编码还没有得到人们足够的重视,个别学

  这方面的探索,如Brian[3]提出了一种模拟纠错的方法,其基本思想是:先将二进值比特转化

  Filtering,EKF)和滤波逆迭代以估计出初始值,最后将估计出的初始值反映射成二进制比特.

  用这种方法所恢复信号的精度大大地依赖于对初始状态估计的准确性;当恢复被噪声污染

  逆迭代算法对初始状态的估计存在着不稳定性;在低信噪比时,恢复信号的完整性也难以保

  本文在文献[3]的基础上,将传统的扩展卡尔曼滤波及逆迭代算法,混沌扩频调制,以及数字

  编码的码距离度量等思想融合起来,设计了一套纠错编码方案.它利用逆迭代映射产生整个

  不是单纯依靠估计的系统初始值来解码,从而抑制了由于估计的初始值的不稳定性产生的

  接收端,接收机首先对噪声信号进行扩展卡尔曼滤波;接着用逆迭代算法进行处理;根据通

  已知的预先生成的混沌编码的码字集,将滤波后的混沌码与码字集中的码字进行相似度度

  其中m共有2个可能的取值;是一个小的正常数,用于避免在混沌映射中产生短周期序列,

  其中用于调节混沌信号的功率.将每一组编码成长度为Ⅳ的混沌序列(即混沌纠错码),并令

  经纠错编码后的混沌序列在信道中传输时,若信道噪声等效为加性高斯白噪声,接收端收到

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  在接收端首先对接收到的噪声污染的信号进行扩展卡尔曼滤波,,,即遵从下列算法:

  设在接收机已知映射关系(1)和(3)和参数,A,它可以预先映射生成2个与m’对应的混沌

  每收到长度为N的混沌编码信号Y,经扩展卡尔曼滤波和逆迭代运算得到J,’,将’与码字集

  频因子为N=16和SNR=3dB时的混沌纠错编码(见图2).对二者进行对比发现,在扩展长度

  本文已提出和实现了一种基于混沌的模拟纠错编码/解码方法,它是通过增加信息的冗余度

  系统的纠错性能.仿真结果表明在低信噪比情况下,该算法有较强的纠错能力,优于传统的分

  【6】徐秉铮,欧阳景正.冯贵良译.纠错控制码的理论与实践[M】.华南理工大学出版社,1988.

  作者简介t 肖永豪(1971.),男,博士研究生,佛山科学技术学院讲师,主要研究兴趣为混沌系统

  字图像处理,视频水印与信息安全等;冯久超(1964.),男,博士,教授,博士生导师,研究领域为数

  数字通信,非线性动力学与混沌理论及应用;梁柱锋(1981.),男,硕士研究生,主要研究领域为