一種基于2FSK數(shù)字調(diào)制方式的Duffing混沌解調(diào)方法

摘    要：相干和非相干解調(diào)是2FSK數(shù)字通信中常用的方法，這兩種方法實現(xiàn)正確解調(diào)的前提是解調(diào)器的輸入信噪比不能太小，為了降低解調(diào)娶輸入信噪比，結(jié)合杜芬混沌系統(tǒng)所具有的較高檢測微弱周期信號的能力，提出杜芬系統(tǒng)解調(diào)2FSK數(shù)字信號的方法，但是由于傳統(tǒng)杜芬系統(tǒng)只適于檢測低頻信號，不能用于檢測高頻信號，因此建立了一種改進的杜芬系統(tǒng)，并將其運用到2FSK數(shù)字調(diào)制信號的解調(diào)過程中，Matlah仿真結(jié)果袁明，杜芬混沌接收系統(tǒng)可以有效地解調(diào)2FSK信號，另外，該系統(tǒng)還可以很好地抵制其他載波頻率信號的干擾．
關(guān)鍵詞：通信技術(shù)；2FSK數(shù)字調(diào)制；杜芬系統(tǒng)；解調(diào)：仿真

1  Sl  言    了混沌非相干解調(diào)系統(tǒng)。
    在眾多的微弱信號檢測中，由于正弦信號的特殊性，使得正弦信號檢測理論和方法具有重要意義，特別在通信領(lǐng)域，正弦載波的檢測涉及到通信是否成功，因此具有極其重要作用。在通信系統(tǒng)設(shè)計中，總是希望在有效通信的情況下，盡量降低信噪比，這就要求接收系統(tǒng)具有檢測微弱周期信號的能力，在微弱正弦信號的檢測方面混沌系統(tǒng)占有重要地位，有關(guān)文獻(xiàn)[1—3]表明，杜芬(Duffing)系統(tǒng)對正弦信號檢測的信噪比達(dá)到了一】11 46 dB，然而目前時域方法處理信號的****信噪比門限只有一10 dB”，但是一般傳統(tǒng)的杜芬系統(tǒng)只檢測低頻正弦信號；
    本文通過對系統(tǒng)的改進設(shè)計，提高了檢測頻率，并在此基礎(chǔ)上，采用杜芬系統(tǒng)對二進制數(shù)字調(diào)制的2FSK(二進制頻移鍵控)信號進行解調(diào)，建立2改進的Duffing混沌系統(tǒng)
    Duffing系統(tǒng)”是在外部周期驅(qū)動力作用下產(chǎn)生混沌，其動力方程如下：
式中，c和m為外加周期驅(qū)動力的幅度、頻率；6
為阻尼比；z．。i為非線性恢復(fù)力。
    根據(jù)文獻(xiàn)[7—9]，當(dāng)6=±1時，要求系統(tǒng)是混沌的，這種帶狀區(qū)域就是系統(tǒng)的混沌帶。
    取b=1，m=1，C=0．8，系統(tǒng)在正弦信號驅(qū)動下產(chǎn)生的混沌相圖，如圖1所示。

方程式(1)的Duffing系統(tǒng)只能檢測低頻的正弦信號，為了使方程式(1)適應(yīng)檢測高頻正弦信號，并且保持混沌狀態(tài)不變，對式(1)的系統(tǒng)狀態(tài)方程作如下修改。
    與式(1)對應(yīng)的系統(tǒng)動力學(xué)方程為
       

條件可以看出，系統(tǒng)(7)中的參數(shù)對Harnilton方程及M6ln汰ov判斷方法沒有影響，并且判斷混沌的域值也只是m的函數(shù)，不受系統(tǒng)其他參數(shù)的影響，很容易確定，當(dāng)外加激勵的頻率發(fā)生
變化時，根據(jù)仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)，只要改變狀態(tài)方程的系數(shù)m，就能產(chǎn)生混沌信號，并且該混沌系統(tǒng)所能檢測與激勵信號cos(m≠)同頻率的正弦信號。
    外加與激勵信號cos(m)同頻正弦信號時混沌系統(tǒng)相圖，如圖2所示。
    I
    圖2大尺度周期圖

    可以看出混沌系統(tǒng)狀態(tài)是大尺度周期的，其中，6=O．5，c：l，∞=100 000 md／s。根據(jù)文獻(xiàn)[9]，分析式(2)～式(7)的推導(dǎo)過程，可以得出只，系統(tǒng)是混沌的，如果不加入外加信號，系統(tǒng)相圖與圖l是相似的，只是系統(tǒng)混沌狀態(tài)變化頻率遠(yuǎn)大于圖l。
3 2FSK調(diào)制信號的Dung混沌接收解
  調(diào)系統(tǒng)設(shè)計
  由上文分析可以知道，Dumng混沌系統(tǒng)可以檢測正弦信號，當(dāng)正弦信號加入Dumng混沌系統(tǒng)，系統(tǒng)是大尺度周期狀態(tài)，否則，系統(tǒng)是混