SR-DCSK Cooperative Communication System with Code Index Modulation:A New Design for 6G New Radios

This paper proposes a high-throughput short reference differential chaos shift keying cooperative communication system with the aid of code index modulation,referred to as CIM-SR-DCSK-CC system.In the proposed CIM-SR-DCSK-CC system,the source transmits information bits to both the relay and destination in the first time slot,while the relay not only forwards the source information bits but also sends new information bits to the destination in the second time slot.To be specific,the relay employs an N-order Walsh code to carry additional log_(2)N information bits,which are superimposed onto the SRDCSK signal carrying the decoded source information bits.Subsequently,the superimposed signal carrying both the source and relay information bits is transmitted to the destination.Moreover,the theoretical bit error rate(BER)expressions of the proposed CIMSR-DCSK-CC system are derived over additive white Gaussian noise(AWGN)and multipath Rayleigh fading channels.Compared with the conventional DCSKCC system and SR-DCSK-CC system,the proposed CIM-SR-DCSK-CC system can significantly improve the throughput without deteriorating any BER performance.As a consequence,the proposed system is very promising for the applications of the 6G-enabled lowpower and high-rate communication.

Feedback Stabilization over Wireless Network Using Adaptive Coded Modulation

In this paper,we apply adaptive coded modulation (ACM) schemes to a wireless networked control system (WNCS) to improve the energy efficiency and increase the data rate over a fading channel.To capture the characteristics of varying rate, interference,and routing in wireless transmission channels,the concepts of equivalent delay (ED) and networked condition index (NCI) are introduced.Also,the analytic lower and upper bounds of EDs are obtained.Furthermore,we model the WNCS as a multicontroller switched system (MSS) under consideration of EDs and loss index in the wireless transmission.Sufficient stability condition of the closed-loop WNCS and corresponding dynamic state feedback controllers are derived in terms of linear matrix inequality (LMI). Numerical results show the validity and advantage of our proposed control strategies.

基于可逆元胞自动机加密的扩展码索引调制方案

针对直接序列扩频系统伪随机(Pseudo Noise,PN)码资源有限且码索引调制系统误码率性能下降的问题,提出了一种基于可逆的初等元胞自动机加密的扩展码索引调制方案。首先,针对PN码资源有限的问题,提出使用混沌规则的初等元胞自动机对PN码进行迭代的方案,从而实现扩展PN码的目的;其次,针对码索引调制误码率性能下降的问题,提出了一种可逆元胞自动机加密的码索引调制方案,在发射端,把信息比特切割成调制比特和映射比特,并分别映射为调制符号和扩频码索引,使用对应索引的扩频码对同相分量进行扩频,同时使用可逆元胞自动机对映射比特进行加密,加密后的映射比特为调制符号的正交分量选取对应索引的扩频码进行扩频。仿真与分析结果表明,在相同频谱效率条件下,在加性高斯白噪声信道中,当误码率为10-5时,扩展码索引调制方案的误码率性能优于码索引调制和广义码索引调制方案约2~4 dB,优于非正交码移键控码索引调制方案约0.5 dB。

基于合并码本的码字位置序号调制SCMA方案

为满足后5G及未来6G时代对通信系统可靠性及频谱效率(spectral efficiency,SE)的严苛要求,针对上行稀疏码多址接入(sparse code multiple access,SCMA)系统,提出了一种基于合并码本的码字位置序号调制SCMA方案。该方案在时域拓展码字位置,使得码字位置全填充且由其序号携带额外信息比特,并能通过改变码字位置数和序号调制阶数灵活调整系统的谱效。此外,设计了基于消息传递算法(message passing algorithm,MPA)的联合检测算法,并给出了合并码本设计准则。系统分析及仿真结果表明,相较于其他序号调制方案,所提方案更好地兼顾了可靠性与SE,在误比特率(bit error rate,BER)性能与鲁棒性方面都有优势。

钢铁企业CIMS的核心技术——MIC

MIC技术是钢铁企业CIMS的核心技术之一.介绍了MIC技术的产生背景与构成,论述了MIC系统与产品制造、质量设计与保证的关系,以及对企业产销全过程的能动作用.

QIM digital watermarkingbased on LDPC code and messagepassingunder scalingattacks

Watermarking system based on quantization index modulation （QIM） is increasingly popular in high payload applications,but it is inherently fragile against amplitude scaling attacks.In order to resist desynchronization attacks of QIM digital watermarking,a low density parity check （LDPC） code-aided QIM watermarking algorithm is proposed,and the performance of QIM watermarking system can be improved by incorporating LDPC code with message passing estimation/detection framework.Using the theory of iterative estimation and decoding,the watermark signal is decoded by the proposed algorithm through iterative estimation of amplitude scaling parameters and decoding of watermark.The performance of the proposed algorithm is closer to the dirty paper Shannon limit than that of repetition code aided algorithm when the algorithm is attacked by the additive white Gaussian noise.For constant amplitude scaling attacks,the proposed algorithm can obtain the accurate estimation of amplitude scaling parameters.The simulation result shows that the algorithm can obtain similar performance compared to the algorithm without desynchronization.

THE MINIMUM SQUARED EUCLIDEAN DISTANCE OF MULTI-h PHASE CODES

The minimum squared Euclidean distance(MSED) of binary multi-h phase codes is presented. The signal segregation degree(SSD) has been put forward to determine MSED of multi-h phase codes. In order to maximize MSED, SSD should be as large as possible. The necessary and sufficient conditions of maximizing SSD are derived. Finally, SSD and the exact formulae for MSED of binary 2-h phase codes are also presented.

直接序列扩频非正交分组码索引调制技术研究

为了进一步提高传统码索引调制(Code Index Modulation, CIM)的误码率性能和降低伪随机(Pseudo Noise, PN)码索引资源的耗费量,提出非正交分组-码索引调制(Nonorthogonal Grouping-Code Index Modulation, NG-CIM)方案。NG-CIM在发送端将每一个传输时隙并行分为调制块和映射块,调制块通过比特分组后映射成为多组调制符号,映射块为各组调制符号的正交分量和同相分量索引相同的PN码进行直接序列扩频传输。仿真结果表明,在加性高斯白噪声信道中,随着频谱效率的提升,NG-CIM的误码率性能较CIM有着约2~4dB的改善,同时PN码资源的耗费量也大大减少。

非正交码移键控和码索引调制算法

针对正交码移键控(code shift keying,CSK)误比特率(bit error rate,BER)性能下降和非正交码索引调制(non-orthogonal-code index modulation,N-CIM)未能充分利用扩频码自相关性的不足,提出一种非正交CSK和码索引调制(non-orthogonal-CSK-code index modulation,N-CSK-CIM)算法。发送端信息比特分为调制比特和扩频码映射比特;调制比特用来进行符号调制,映射比特映射为扩频码的索引和码相位索引。首先根据调制比特进行符号调制,然后利用映射比特映射的扩频码索引选择同一原始扩频码,并根据码相位索引进行码移键控产生新的扩频码,调制后的符号实部与虚部分别用这一新的扩频码进行扩频。仿真结果表明,在加性高斯白噪声(additive white Gaussian noise,AWGN)信道和瑞利衰落信道中,相同信噪比时,N-CSK-CIM算法的BER性能优于N-CIM算法和正交CSK算法。

卫星测控直扩信号安全性能评价体系研究

为了定量评估直扩信号的安全性能,在给出卫星测控直扩信号安全防护定义的基础上,对卫星测控直扩信号安全性能评价指标进行了研究。在深入分析直扩信号典型威胁的基础上,提出了等效码长、调制指数、码速率截获因数、等效码长截获因数、码序列截获因数、干扰因数等衍生指标,分析、仿真了它们的影响因素,得到了它们与基本指标的关系,初步建立了直扩信号安全性能评价体系,为后续安全性能评估打下基础。

自适应量化索引调制及其信道编码的信息隐藏技术的研究

在信息隐藏通信时,对JPEG-2000小波多级分解并在嵌入块编码中根据不同级的LL-HH分组系数引入自适应量化索引调制(AQIM),同时结合信道编码技术可以有效地实现指纹节点数据的信息隐藏和安全传输技术。通过实验可知,低码率时,与QIM隐藏技术相比,本系统有效地提高了恢复指纹图像的PSNR,同时降低了系统的BER,表明该系统恢复的图像具有更好的感官质量和更强的鲁棒性。

多h CPFSK信号的最小平方欧氏距离

本文详细讨论了二进制多h连续相位移频键控(CPFSK)信号的最小平方欧几里德距离(MSED),提出了决定MSED的信号隔离度的概念。为了获得最大的MSED,则应使信号隔离度N_s尽可能大,所以本文在理论上系统地推导了信号隔离度取最大值时所应满足的充分和必要条件。最后,本文还讨论并给出了2-h CPFSK信号的隔离度及其MSED的精确求解公式。

一种基于压缩感知的无损图像认证算法

针对图像无损认证和篡改检测问题,提出了一种基于压缩感知的自嵌入水印算法.首先,将图像划分为若干分块;然后,利用压缩感知理论对各图像块进行观测,将得到的观测值作为图像内容特征,通过基于哈希的消息认证码算法生成图像摘要,并将摘要信息作为水印嵌入到图像小波域中,嵌入方式采用量化索引调制算法.在认证端提取水印并恢复图像,然后对图像进行压缩感知随机投影,将得到的摘要信息与提取的水印进行对比,实现图像认证和篡改检测.仿真实验结果表明,水印嵌入后图像的峰值信噪比可达到39 dB以上,说明该算法具有较好的不可感知性和隐蔽性.此外,该算法还具有较强的局部篡改定位性能,图像认证块大小可根据图像进行相应调整.若图像通过认证,则可以无损地恢复原始图像.

一种基于均值量化的抗去同步攻击数字水印算法

基于量化调制的音频水印方案以其原理简单、操纵灵活等特点,已引起人们广泛关注,但现有方案不同程度地存在鲁棒性较差等不足之处。结合音频统计均值稳定特性及同步码技术,提出了一种新的数字音频水印嵌入算法,该算法选取稳健的16位巴克码作为同步标记,通过量化音频样本统计均值嵌入同步码,同时结合听觉掩蔽特性量化低频小波系数平均值嵌入数字水印。仿真实验结果表明,本算法不仅具有较好的不可感知性,而且对常规信号处理(MP3压缩、低通滤波、添加噪声、均衡化等)和去同步攻击(随机剪切、幅度缩放、抖动等)均具有较好的鲁棒性。

直接序列扩频分组映射码索引调制

针对直接序列扩频码索引调制发射端使用大量伪随机(PN)码的问题,提出了一种使用较少PN码的分组映射码索引调制方案。该方案在发射端并行设置多个调制子块独立进行幅相调制,同时集中选取各调制子块间同相、正交支路扩频所需的PN码,经索引值大小排序后依次扩频各调制子块中调制符号的同相、正交分量。分析和仿真结果表明,相同频谱效率条件下所提方案比直接序列扩频码索引调制方案使用的PN码个数更少,并在加性噪声信道下,信噪比高于10 dB时,保持着约1 dB的误比特率性能优势,并远优于空间调制在最优检测算法下的误比特率性能。

码索引调制技术研究

文章主要介绍了一种新型高速率、高性能的调制技术。码索引调制技术是建立在直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum,DS-SS)调制基础之上的,与传统的DS-SS相比较,该调制技术能够用较低的能耗实现较高的数据传输速率。在发送端,信息比特流被分为两个比特(bit,信息量最小单位)为一个独立的模块。对于每个模块来说,当第二个比特选择这个被使用的代码时,仅有第一个比特被两个发送代码中的一个所发送。接收端会估算这两个码字并传送比特。在文章中会分析比较码索引调制扩频系统(Code Index Modulation Spread Spectum,CIM-SS)系统和传统DS-SS系统的性能。

非正交-码索引调制方法

针对码索引调制(Code Index Modulation, CIM)相对于直接序列扩频在提升频谱利用率时,造成误比特率性能明显下降的问题,该文提出非正交-码索引调制(Non-orthogonal-Code Index Modulation, N-CIM)。发射端信息比特分割为伪随机(Pseudo Noise, PN)码映射块和调制信息块,并分别映射为PN码的索引和调制符号,调制符号的实部与虚部再选择相同的激活的PN码进行扩频。仿真与分析结果表明,在相同频谱效率时,N-CIM的误比特率性能比CIM在加性高斯白噪声信道中当误比特率为10–5时具备约2～3 dB的优势,在瑞利衰落信道中当误比特率为10–2时具备约2 dB的优势。

分组空码索引调制

为提高空域索引调制技术的信息传输速率,提出分组空码索引调制(grouping space code index modulation,GSCIM)方案。结合空间调制(spatial modulation,SM)和码索引调制(code index modulation,CIM),利用分组思想增加调制信息比特、天线索引信息比特和伪随机(pseudo noise,PN)码索引信息比特。分析和仿真结果表明,当信息传输速率相同时,与其它索引调制方案相比,GSCIM方案可以至少节省一半的索引资源,具有更好的误比特率性能,随着信息传输速率的提高,这些优势更明显。

直接序列扩频广义码索引调制

针对码索引调制(code index modulation,CIM)在通过增加映射比特数目的方式提升信息传输速率时,需要耗费大量的伪随机(pseudo noise,PN)码资源的问题,提出了广义码索引调制(generalized code index modulation,GCIM)。发射端的信息比特分割为映射比特和调制比特,并分别映射为PN码组的索引和调制符号。调制符号的同相部分和正交部分再分别选择激活的PN码组进行扩频。通过增加每个传输时隙PN码的激活个数,可提高映射比特数目,提升系统的频谱效率和能量效率。仿真结果表明,在相同频谱效率时,该方案相对于CIM会造成高斯信道中约2 d B和瑞利衰落信道中约1 d B的误比特率性能的不足,但是GCIM耗费更少的PN码资源。

广义空—码联合索引调制

针对空间调制天线利用率低、广义空间调制传输速率低等问题,将广义空间调制和码索引调制相结合,提出广义空-码联合索引调制(generalised space code joint index modulation,GSCJIM)。信息比特在发射端经串并转换后分别映射为伪随机(pseudo noise,PN)码索引、天线索引以及调制符号,调制符号的实部和虚部分别选择激活的伪随机码进行扩频,并通过激活的天线组合将信号发射出去。广义空间调制和码索引调制的结合,提升系统传输速率的同时也提高了天线的利用率,并且抗干扰性能显著增强。分析与仿真结果表明,在传输速率相同时,GSCJIM比广义空间调制节省了索引资源,并且当误比特率为10^-3时具备5dB的性能优势。