CD3S通信的软件无线电实现

2021-02-03王洪先张小孟袁国刚胡永江

无线电工程 2021年1期

王洪先，张小孟，袁国刚，胡永江，陈鹏

(1.中国人民解放军32381部队，北京 100072；2.陆军工程大学，河北石家庄 050003)

0 引言

混沌信号对初值十分敏感，没有周期，具有良好的类噪声性，在保密通信领域受到广泛关注[1-3]。混沌直接序列扩频(Chaotic Direct Sequence Spread Spectrum,CD3S)通信使用实值混沌序列对信息码扩频，具有保密性高[4]和截获概率低[5]的优点。然而，实值混沌序列的非周期性、非二进制特性以及初值敏感性也使得CD3S通信与传统扩频通信体制并不兼容，难以实现CD3S信号同步解调。目前，国内外关于CD3S通信的研究大多局限于计算机仿真[6-9]，缺少系统实现方面的报道。

软件无线电是将标准化、模块化的硬件单元集成在一个通用平台上，通过软件加载来实现各种类型无线电系统的开放式结构[10]。使用软件无线电技术实现CD3S通信系统，具有方便灵活、易于调试的优点。本文所提的CD3S通信实现方案中，硬件平台仅完成信号的上下变频与采样，由软件实现信号的扩频、调制、同步与解调。

对于CD3S信号的解调问题，本文考虑了混沌扩频码同步、信息码解调、信道估计之间的关联性与差异性，分别利用无损卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter，UKF)、卡尔曼滤波(Kalman Filter，KF)最小均方误差(Minimum Mean Square Error，MMSE)滤波估计混沌码和信道参数与信息码，通过多滤波器联合估计实现CD3S信号解调。由于CD3S信号非二进制信号，且需要考虑系统的保密性能，部分现有的通信信号处理方法并不适用于CD3S信号，本文也对这些方法进行了改进，使之适应CD3S通信系统。