一种基于2FSK数字调制方式的Duffing混沌解调方法

摘    要：相干和非相干解调是2FSK数字通信中常用的方法，这两种方法实现正确解调的前提是解调器的输入信噪比不能太小，为了降低解调娶输入信噪比，结合杜芬混沌系统所具有的较高检测微弱周期信号的能力，提出杜芬系统解调2FSK数字信号的方法，但是由于传统杜芬系统只适于检测低频信号，不能用于检测高频信号，因此建立了一种改进的杜芬系统，并将其运用到2FSK数字调制信号的解调过程中，Matlah仿真结果袁明，杜芬混沌接收系统可以有效地解调2FSK信号，另外，该系统还可以很好地抵制其他载波频率信号的干扰．
关键词：通信技术；2FSK数字调制；杜芬系统；解调：仿真

1  Sl  言    了混沌非相干解调系统。
    在众多的微弱信号检测中，由于正弦信号的特殊性，使得正弦信号检测理论和方法具有重要意义，特别在通信领域，正弦载波的检测涉及到通信是否成功，因此具有极其重要作用。在通信系统设计中，总是希望在有效通信的情况下，尽量降低信噪比，这就要求接收系统具有检测微弱周期信号的能力，在微弱正弦信号的检测方面混沌系统占有重要地位，有关文献[1—3]表明，杜芬(Duffing)系统对正弦信号检测的信噪比达到了一】11 46 dB，然而目前时域方法处理信号的****信噪比门限只有一10 dB”，但是一般传统的杜芬系统只检测低频正弦信号；
    本文通过对系统的改进设计，提高了检测频率，并在此基础上，采用杜芬系统对二进制数字调制的2FSK(二进制频移键控)信号进行解调，建立2改进的Duffing混沌系统
    Duffing系统”是在外部周期驱动力作用下产生混沌，其动力方程如下：
式中，c和m为外加周期驱动力的幅度、频率；6
为阻尼比；z．。i为非线性恢复力。
    根据文献[7—9]，当6=±1时，要求系统是混沌的，这种带状区域就是系统的混沌带。
    取b=1，m=1，C=0．8，系统在正弦信号驱动下产生的混沌相图，如图1所示。

方程式(1)的Duffing系统只能检测低频的正弦信号，为了使方程式(1)适应检测高频正弦信号，并且保持混沌状态不变，对式(1)的系统状态方程作如下修改。
    与式(1)对应的系统动力学方程为
       

条件可以看出，系统(7)中的参数对Harnilton方程及M6ln汰ov判断方法没有影响，并且判断混沌的域值也只是m的函数，不受系统其他参数的影响，很容易确定，当外加激励的频率发生
变化时，根据仿真结果发现，只要改变状态方程的系数m，就能产生混沌信号，并且该混沌系统所能检测与激励信号cos(m≠)同频率的正弦信号。
    外加与激励信号cos(m)同频正弦信号时混沌系统相图，如图2所示。
    I
    图2大尺度周期图

    可以看出混沌系统状态是大尺度周期的，其中，6=O．5，c：l，∞=100 000 md／s。根据文献[9]，分析式(2)～式(7)的推导过程，可以得出只，系统是混沌的，如果不加入外加信号，系统相图与图l是相似的，只是系统混沌状态变化频率远大于图l。
3 2FSK调制信号的Dung混沌接收解
  调系统设计
  由上文分析可以知道，Dumng混沌系统可以检测正弦信号，当正弦信号加入Dumng混沌系统，系统是大尺度周期状态，否则，系统是混