本发明涉及电力线通信技术及无线通信，尤其涉及一种向电力线信道基于全载波标号索引调制的dcsk二维调制器。
背景技术：
1、差分混沌移位键控(dcsk：differential chaotic shift keying)是一种以混沌信号进行信息传送的非相干数字通信调制方式，它只从一个维度传送信息。与传统的dcsk不同，dcsk二维调制利用混沌信号与其希尔伯特变换后的信号从两个维度同时进行信息传输，可大幅度提高dcsk系统的能量效率。
2、载波标号索引调制利用载波状态(分为激活与非激活两种状态)传输索引比特，并利用激活载波传送调制比特，而非激活载波处于空闲状态不传送任何信息。全载波标号调制与传统载波标号索引调制不同，索引比特仍利用载波状态传输，但是不仅利用激活载波传送调制比特，而且利用非激活载波传送第二类调制比特。通常，为区别激活载波与非激活载波两种不同载波状态，可利用两类不同的星座进行传输，也可利用两种正交的信号进行传输。
3、希尔伯特变换(hilbert transform)是一种常用的数字信号处理技术，信号经希尔伯特变换后产生的信号与原信号正交。
4、电力线通信(plc，power-line communication)是构建智能电网的一种关键通信技术，利用现有的低压电力线进行数据传送。
技术实现思路
1、本发明针对电力线信道中存在着的多径衰落和大量噪声如背景噪声、脉冲噪声，设计了一种基于时间分集和载波编号分类调制的二维dcsk调制解调器。在发送端进行时间分集，将参考信息或调制信息经不同的时刻多次分别传输，而在接收端将收集的各时刻的信息进行等增益合并，从而能够有效抵抗电力线信道中的多种噪声。
2、本发明的技术解决方案如下：一种面向电力线信道基于全载波标号索引调制的dcsk二维调制器，其特点在于，包括发送端和接收端；
3、所述发送端，包括混沌信号发生器、hilbert变换器、第一时间分集器、第二时间分集器、比特分组器、索引调制器、第一极性变换器、第二极性变换器、波形成形器、乘器和加法器；
4、所述混沌信号发生器，用于在g个连续时刻产生长度为l的混沌信号r＝{r1,r2,r3,......,rl}，并分别发送至hilbert变换器和第一时间分集器；
5、所述hilbert变换器，用于将接收的混沌信号进行hilbert变换后，将hilbert变换信号h＝{h1,h2,h3,......,hl}传输至第二时间分集器；
6、所述第一时间分集器，用于在g个时刻产生g*l个码片帧结构，生成的帧结构分为两种，即令r＝{r1,r2,r3,......,rl}和r＝{-r1,-r2,-r3,......,-rl}分别重复g次；
7、所述第二时间分集器，用于在g个时刻产生g*l个码片帧结构，生成的帧结构分为两种，即令h＝{h1,h2,h3,......,hl}和h＝{-h1,-h2,-h3,......,-hl}分别重复g次；
8、所述比特分组器，用于将发射的比特序列分组，使每组包含u个比特，该u个比特在一帧内传输，u个比特中前u1个比特为映射比特组，后u-u1个比特为dcsk调制比特组，所述调制比特组分为u2个前调制比特组和m-u2个后调制比特组；
9、所述索引调制器，用于将根据u1个映射比特序列，从m条载波中选择u2条载波作为先激活载波，并按照从小到大的顺序对载波进行标序，即n1＝{i1,i2,...,iu2}，且i1至iu2属于[1,...,m]；
10、所述第一极性变换器，用于将前调制比特0和1分别转化为-1和1；
11、所述第二极性变换器，用于将后调制比特0和1分别转化为-1和1；
12、所述极性变换器，用于将dcsk调制比序列映射成dcsk调制信息符号脉冲成形器，用于将信号转化成适合在信道传输的无码间串扰的形状；
13、乘法器和加法器，分别用于将输入的信号相乘和相加；
14、所述接收端，包括匹配滤波器、hilbert变换器、数据存储器、索引解调器、符号判决器；
15、所述匹配滤波器，将通过匹配滤波选出每个码片的最佳抽样时刻；
16、所述hilbert变换器，用于将接收的混沌信号进行hilbert变换；
17、所述数据存储器，用于存储数据处理过程中产生的数据；
18、所述索引解调器，用于根据先激活载波的标号恢复出索引比特；
19、所述符号判决器，用于对输入信号的正负进行判决。
20、为保证时间分集有效性，调制器将在g个连续的不同时刻进行同一混沌信号的传送，每个时刻将传送l个码片，每一帧的码片长度达到c＝g*l。此外，为保证dcsk信号宽频特性带来的抗多径性能，每个时刻传输的码片数目l应大于多径信道中最迟一径的延时。每一帧的信息将通过m+1条载波同时进行传送，利用第0号载波传送参考信息，其余编号为1至m的载波都将传送信息，为传送更多的比特并提高系统的性能，将引入载波标号索引调制，具体过程如下。第一步，将输入的比特序列分组，使每组包含u个比特，u个比特将在一帧内传输。u个比特中前u1个比特为映射比特组，后u-u1个比特为调制比特组，调制比特组又被分为两个小组即前调制比特组和后调制比特组。第二步，每一组比特序列将按照下列的步骤生成发送信号。首先利用组合法根据u1个映射比特从编号为1至m的载波中选择u2条先激活载波传送前调制比特组，剩余m-u2条载波被称为后激活载波，将利用后激活载波组传送后调制比特组。为使得接收端能够区分两类载波，即u2条先激活载波与m-u2条后激活载波，先激活载波将利用参考混沌信号(记为r＝{r1,r2,r3,......,rl})传送前调制比特组，当传送的调制比特是1时，在g个连续的时刻都传送sf＝{r1,r2,r3,......,rl},当传送的调制比特是0时，在g个连续的时刻都传送sf＝{-r1,-r2,-r3,......,-rl}。后激活载波将采用参考混沌信号的希尔伯特变换(记为h＝{h1,h2,h3,......,hl}，则h·rt＝0)传送后调制比特组。当传送的调制比特是1时，在g个连续时刻都传送sh＝{h1,h2,h3,......,hl}。当调制比特是0时，在g个连续时刻传送sh＝{-h1,-h2,-h3,......,-hl}。
21、接收端的解调方法具体如下。m+1条载波将按照载波标号顺序采用匹配滤波器进行接收，对每一帧分别进行处理。0号载波上传送的参考信息的抽样值将存储在向量r1×gl中，其余载波标号为1至m的抽样值将存储在矩阵im×gl中。为获得时间增益，将r1×gl中的数据每l列分为一组，组得到g个小组，再按照每组数据的排列顺序对l个抽样值求平均得到向量rn1×l并存储,将rn1×l进行hilbert变换得到向量rh1×l并存储。将im×gl的数据按行每l个进行分组，每行得到g个组，再按照每组数据的排列顺序对l个抽样值求平均得到向量inm×l并存储。将inm×l分别与rn1×l及rh1×l相关并分别得到csm×1和cm×1并存储。对csm×1求绝对值得到绝对值最大的u2条载波为前激活载波，并根据其载波标号利用组合法将映射比特恢复。其余绝对值小的m-u2条载波为后激活载波。将利用矩阵csm×1和cm×1中前后激活载波标号对应行的符号来判定先后激活载波传送的信息比特。先激活载波组的载波标号所在行的符号将决定该先激活载波传送的比特，若符号为正则判为“0”，若符号为负则判为“1”。后激活载波组对应载波标号所在行的符号将决定该后激活载波传送的比特，若符号为正则判为“0”，若符号为负则判为“1”。将先激活载波携带的比特按载波标号顺序排列即得到先调制比特序列，将后激活载波携带的比特按载波标号顺序排列即得到后调制比特序列。将先后调制比特排列即得到调制比特序列。将映射比特和调制比特排列起来即得到每帧的比特序列。
22、本发明通过时间分集即采用g个连续的不同时刻进行同一帧混沌信息的传送，从而有效改善电力线信道中的背景噪声、脉冲噪声带来的负面影响，提高系统的误码率性能、数据的传输速率等。本发明不仅利用载波标号的选择，传输映射比特。并且利用载波标号索引调制选择先激活载波传输前调制比特外，还利用后激活载波传送后调制比特。为在接收端将先激活载波和后激活载波区分开，本发明采用混沌信号和其hilbert变换后的信号进行前后两类调制调制比特的传输。本发明比现有的dcsk系统能传输更多信息比特，提升了能量效率、传输速率并增加了抗噪声性能。
1.一种面向电力线信道基于全载波标号索引调制的dcsk二维调制器，其特征在于，包括发送端和接收端；
