CN103117773A - 采用终端协作的混沌超宽带交通流量采集系统及采集方法 - Google Patents

Abstract

采用终端协作的混沌超宽带交通流量采集系统及采集方法，涉及无线通信技术领域。提供一种不仅可以获得空间分集，提高数据传输的可靠性，而且可以提升数据传输速率的采用终端协作的混沌超宽带交通流量采集系统及采集方法。所述系统设有参与协作的检测终端U1、检测终端U2和数据处理终端P。基于混沌信号的超宽带技术，将无线通信中的用户协作方法融合到数据采集系统中，不仅能够获得超宽带传输高速传输的优势，同时由于空间分集，将获得分集增益，从而保证了数据传输的可靠性。

Description

采用终端协作的混沌超宽带交通流量采集系统及采集方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其是涉及采用终端协作的混沌超宽带交通流量采集系统及采集方法。

背景技术

随着城市化进程的加快，汽车交通跃然成为衡量都市现代化的重要标志之一，它带给人们便利高质量生活的同时，也产生了一系列社会和环境问题。如有限的土地资源和日益增多的车辆之间的矛盾，交通环境恶化和对高品质的交通服务质量需求之间的矛盾，高污染的交通现状和绿色环保之间的矛盾。

解决交通问题的最直接办法是提高路网的载荷力，但是交通系统是一个相当复杂的庞大系统，单从车辆方面或者道路方面考虑，是很难从根本上解决问题。世界上各发达国家虽然已经基本上建成了四通八达的现代化道路网，但是路网的现代化虽然在一定程度上缓解了交通压力，然而，却并未从根本上解决交通拥堵问题。究其本质，不难发现：现代化的道路网，却由于交通流信息滞后甚至缺失，不能够及时发挥自身优势，有效地进行交通流疏导，进而解决交通拥堵问题。针对当前国际化的能源问题、环保问题，以及由此引发的效率和可持续发展问题，智能交通系统（ITS:Intelligent Transportation System）应运而生，已于上世纪60年代末成为交通领域的新宠儿。

为了即时准确掌握道路交通流量信息，智能交通系统必须实时的采集道路上的交通流信息。无论是采用何种方法获得的交通流量数据，均要高可靠性的从检测终端发送到数据处理终端，再由数据处理终端发往服务器，服务器对交通数据进行处理之后，做出相应的实时响应与决策。目前，智能交通系统中使用交通流采集传输技术主要分有线和无线方式，有线传输主要采用标准RS-232或是光纤通信等，在距离监控中心较远且供电不便利的重点路段、桥隧等地区，或者一些临时性的设备通信，有线连接便显得十分不方便。无线方式最主要的是采用移动通信网络，如3G，无线网络技术可以方便实现设备之间的无线连接，具有低成本、低功耗、高速率、组网灵活等特点，其通信架设方便，供电可以采用蓄电池或太阳能电池板等，是实现无线数据采集系统的理想选择。可以看到现有的无线数据采集系统需要占用专有的许可频段，且传输速率有限。超宽带（UWB：Ultra Wideband）技术是一种低功耗的高速无线传输技术，其最大的优点在于通过扩展信号带宽，使其发射的信号功率谱可以很低，类似于背景噪声，因此可以与现有的窄带无线传输系统共享频带，而不会对现有窄带系统造成干扰，不需要占用专有的频段。因此，将超宽带技术用于交通流数据采集的无线传输方法，可以不影响现有的车载无线通信系统（如车载无线ad hoc网络等）的工作。混沌信号由于其产生电路简单，带宽宽等特性，使其成为超宽带载波的理想选择之一。

中国专利CN102496284A公开一种道路交通流量采集及预测方法，包括环形感应线圈、车辆检测模块、交通流量采集模块、交通流量数据预处理和预测，道路交通流量数据预处理和预测软件在上位机（PC机）上进行，并通过网络接口读取采集模块（SD卡）中的交通流量数据。为提高预测的可靠性，在道路交通流量数据预处理和预测方法中，首先采用小波分析结合最小二乘法对交通流量数据进行噪声剔除；然后采用改进的BP神经网络建立交通流量预测模型，实现对交通流量的预测，为优化道路交通的控制配时方案和道路交通规划提供依据。该发明可获得规定周期内的车流量、平均车速、占有率和交通密度等道路交通参数，从而实现对道路交通流量的预测，提高数据采集和道路交通流量预测的准确性。

中国专利CN102708684A公开一种短时交通流量Volterra-DFP自适应预测方法，由设置交通流量观测站、交通流量时间序列的状态空间重构、交通流量时间序列的混沌识别、交通流量时间序列的Volterra-DFP自适应预测步骤组成。该发明将相空间重构理论、混沌识别算法、Volterra模型用于短时交通流预测，利用DFP优化算法对Volterra模型系数进行更新，更新后的Volterra模型输出作为最终的交通流量预测值。该发明能够对交通变化做准确地预测，预测结果可以为交通管理部门进行交通管理和控制提供依据。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的有线和有线传输方式采集检测设备检测的交通流量数据的缺陷，提供一种不仅可以获得空间分集，提高数据传输的可靠性，而且可以提升数据传输速率的采用终端协作的混沌超宽带交通流量采集系统及采集方法。

所述采用终端协作的混沌超宽带交通流量采集系统设有参与协作的检测终端U1、检测终端U2和数据处理终端P；所述检测终端U1和检测终端U2具有相同的结构，检测终端设有发射机和接收机，数据处理终端设有接收机；检测终端的发射机设有混沌载波发生器、N阶Walsh码发生器A、N阶Walsh码发生器B、N阶Walsh码发生器C、乘法器M_1，1,M_1，2，...,M_1，N、乘法器M_2，1，M_2，2，...,M_2，N、乘法器M_3，1，M_3，2，...,M_3,N、切换开关S₁、切换开关S₂、切换开关S₃、延时电路单元D₁,D₂,...,D_N-1、FM（Frequency Modulation）调制器以及加法器ADD；所述N阶Walsh码发生器A的N路输出分别通过乘法器M_1，1，M_1，2，...,M_1，N连接切换开关S₁，组成支路1；混沌载波发生器通过FM调制器和N-1个延时电路单元D₁,D₂，...,D_N-1串联组成支路0；所述N阶Walsh码发生器B的N路输出分别通过乘法器M_2，1,M_2，2，...,M_2，N连接切换开关S₂组成支路2；所述N阶Walsh码发生器C的N路输出分别通过乘法器M_3，1,M_3，2，...,M_3，N连接切换开关S₃组成支路3；在支路0中，FM调制器的输出连接支路1、支路2和支路3中的第一级乘法器，各延时电路单元D₁,D₂,...,D_N-1的输出端分别连接支路1、支路2和支路3对应的下一级乘法器M_1，1，M_1，2，...,M_1，N、M_2，1，M_2，2，...,M_2,N和M_3，1，M_3，2，...,M_3，N，支路1、支路2和支路3的输出端接加法器ADD输入端，加法器ADD输出端输出信号s(t)；

所述检测终端的接收机设有N阶Walsh码发生器1、N阶Walsh码发生器2、乘法器A、乘法器B、乘法器C、积分器INT、累加器E和判决器F；所述乘法器A和乘法器B分别将接收到的信号与N阶Walsh码发生器1和N阶Walsh码发生器2产生的Walsh码元相乘，并送入乘法器C对乘法器A和乘法器B的输出相乘，积分长度为T_c的积分器INT对乘法器C的输出进行积分，再将积分结果送入到累加器E中，直至将信号R(t)与N阶Walsh码发生器1和N阶Walsh码发生器2产生的N个码元相乘完成上述处理，累加器输出N次累加的结果Z，判决器F对结果Z进行判断，若累加结果大于0，则判决输出“0”，否则判决输出“1”；

所述数据处理终端P的接收机设有N阶Walsh码发生器1、N阶Walsh码发生器2、N阶Walsh码发生器3、乘法器A1、乘法器A2、乘法器B1、乘法器B2、乘法器C1、乘法器C2、积分器INT1、积分器INT2、累加器E1、累加器E2、延时电路DL、加法器ADD以及判决器F2；乘法器A1、乘法器B1、乘法器C1、积分器INT1、累加器E1和延时电路DL组成支路1；乘法器A2、乘法器B2、乘法器C2、积分器INT2、累加器E2组成支路1；乘法器A1和乘法器B1分别将接收到的信号R1(t)与Walsh码发生器1和Walsh码发生器2产生的Walsh码元相乘，并送入乘法器C1对乘法器A1和乘法器B1的输出相乘，积分长度为T_c的积分器INT1对乘法器C1的输出进行积分，再将积分结果送入到累加器E1中，直至将信号R1(t)与N阶Walsh码发生器1和N阶Walsh码发生器2产生的N个码元相乘完成上述处理，累加器输出N次累加的结果Z1送入延时电路DL延时一个时隙；乘法器A2和乘法器B2分别将接收到的信号R2(t)与N阶Walsh码发生器1和N阶Walsh码发生器3产生的Walsh码元相乘，并送入乘法器C2对乘法器A2和乘法器B2的输出相乘，积分长度为T_c的积分器INT2对乘法器C2的输出进行积分，再将积分结果送入到累加器E2中，直至将信号R2(t)与N阶Walsh码发生器的N个码元相乘完成上述处理，累加器输出N次累加的结果Z2，将Z2与支路1延时一个时隙的Z1送入加法器ADD，得到判决统计量Z3，判决器F2对Z3进行判断，若累加结果大于0，则判决输出“0”，否则判决输出“1”。

所述采用终端协作的混沌超宽带交通流量的采集方法，包括以下步骤：

1）在数据传输过程中首先将一帧数据分成2M个时隙（M为正整数），每两个时隙分别分配给检测终端U1和检测终端U2；

2）在初始阶段，检测终端U1发送自身的数据给检测终端U2和数据处理终端P，检测终端U2发送自身的数据给检测终端U1和数据处理终端P，检测终端U2估计检测终端U1发来的数据得到估计数据

检测终端U1估计检测终端U2发来的数据得到估计数据

3）在协作阶段，每两个时隙分别分配给检测终端U1和检测终端U2，第1个时隙检测终端U1并行调制自身的数据d₁和上一个时隙对检测终端U2的估计数据

并发送给检测终端U1和数据处理终端P，第2个时隙检测终端U2并行调制自身的数据d₂和上一个时隙对检测终端U1的估计数据并发送给检测终端U1和数据处理终端P；

4）数据处理终端P在第1个时隙估计数据d₁的判决统计量Z₁，在第2个时隙估计检测终端U2转发的估计数据的判决统计量Z₂，然后将Z₁和Z₂相加后判决输出。

在步骤3）中，协作阶段检测终端U1采用的调制，利用Walsh码正交特性，将两路并行的数据调制到一起进行传输，所述数据包括检测终端U1自身的数据和对检测终端U2的上一时隙的估计数据。

在步骤4）中，数据处理终端P采用分集合并的解调接收机进行接收，是在第2K+1时隙，数据处理终端采用非相关解调器解调U1发过来的信号，并得到判决统计量Z₁，然后输入延时为一个时隙的延时单元，在第2K+2时隙，数据处理终端采用非相关解调器解调U2发过来的信号，得到判决统计量Z₂，然后将延时后的Z₁和Z₂送入加法器累加得到Z₃，再送入判决器F2判决，若Z₃大于“0”，则判决输出0，否则判决输出1。

本发明基于混沌信号的超宽带技术，将无线通信中的用户协作方法融合到数据采集系统中，不仅能够获得超宽带传输高速传输的优势，同时由于空间分集，将获得分集增益，从而保证了数据传输的可靠性。

附图说明

图1为终端协作的混沌超宽带交通流量采集系统模型。

图2为终端协作的混沌超宽带交通流量采集系统传输时隙结构。

图3为数据采集终端U1（U2）的发射机结构。

图4为数据采集终端U1（U2）的接收机结构。

图5为数据处理终端P的接收机结构。

具体实施方式

由于检测终端U1和U2是对称的，其操作方式一致，因此以下均以检测终端U1的操作进行说明。将一帧数据分为2M个时隙（M为正整数），每个时隙长度为T，检测终端U1和U2采用协作方式完成数据传输，协作模型如图1所示，该数据采集系统的信号处理流程如下：

1.初始阶段

将数据帧的第1、2个时隙分别分配给系统中的检测终端U1和检测终端U2。在第1个时隙，U1采用式（1）中N阶Walsh码矩阵W中的w_R和w₁分别作为参考信号调制码和信息承载信号调制码调制混沌信号，并将调制后的信号广播出去，终端U2和数据处理终端P接收到该广播信号，U2估计出U1发送的数据

P估计出U1发送数据的判决统计量Z₁。在第2个时隙，U2采用Walsh码矩阵W中的w_R和w₂分别作为参考信号调制码和信息承载信号调制码调制信号，并将调制后的信号广播出去，终端U1和数据处理模块P接收到该广播信号，U1估计出U2发送的数据

P估计出U1发送数据的判决统计量Z₂。Walsh码矩阵如下所示

$W=\left[\begin{array}{c}{w}_R\\ w_1\\ w_2\\ .\\ .\\ .\\ w_{N-1}\end{array}\right]---\left(1\right)$

初始阶段终端U1的操作流程如下：

图3所示为终端U1和U2的发射机的组成结构，在初始阶段仅用到支路0、支路1和支路2。传输一个信息比特所需的时间长度T_S，将T_S均分为N部分，即T_s＝NT_c，其中N为Walsh码发生器的阶数。调制过程：混沌载波发生器产生时间长度为T_c的混沌载波信号经调频器（FM）调制后，在T_c时刻，分别送入支路1和支路2。在支路1中第一级乘法器M_1，1将调制混沌载波与N阶Walsh码发生器A输出的正交码元w_R，1相乘，产生第一段参考信号R₁，通过切换开关S₁（切换开关打在节点T_1，1端）输出。在支路2中第一级乘法器M_2，1将调制混沌载波、信息符号以及N阶Walsh码发生器B输出的正交码元w_1，1相乘，产生第一段信息调制信号I₁从切换开关S₂（切换开关打在节点T_2，1端）输出，第一段参考信号和第一段信息调制信号送入加法器ADD相加输出时间长度为T_c的第一段调制信号。在2T_c时刻，混沌载波信号经过延时单元D₁延时T_c后分别进入支路1和支路2，在支路1中乘法器M_1，2将经过第一级延时单元输出的调制混沌载波与Walsh码发生器A输出的正交码元w_R,2相乘，产生第二段参考信号R₂从切换开关S₁（切换开关打在节点T_1，2）输出。在支路2中乘法器M_2，2将经过第一级延时单元输出的调制混沌载波、信息符号以及Walsh码发生器B输出的正交码元w_1，2相乘，产生第二段信息调制信号I₂从切换开关S2（切换开关打在节点T_2，2）输出，送入加法器ADD相加输出时间长度为T_c的第二段调制信号。以此类推，经过N-1个相同的操作，在NT_c时刻，加法器ADD输出时间长度为T_c的第N段调制信号，至此，经过N次操作，调制器输出长度为T的所有调制信号。

检测终端U2与U1具有相同的调制过程，只是U2采用支路0、支路1和支路3进行数据传输。

接收过程：U2的接收机接收U1发送过来的信号，并对信号进行解调，其解调器如图4，解调器接收到信号R(t)后，将R(t)分别送入到乘法器A和乘法器B。在乘法器A中，接收到的长度为T_c的信号R(t)与Walsh码发生器1产生的Walsh码元w_R，1相乘，然后送入到乘法器C。在乘法器B中，接收到的长度为T_c的信号R(t)与Walsh码发生器2产生的Walsh码元w_1，1相乘，然后送入到乘法器C。在乘法器C中，将乘法器A和B的输出信号相乘，结果送入到积分长度为T_c的积分器INT中完成积分，再将积分结果送入到累加器E中。后续进入的第二段长度为T_c的信号，在乘法器A中，与Walsh码发生器1产生的Walsh码元w_R，2相乘，然后送入到乘法器C；在乘法器B中，与Walsh码发生器2产生的Walsh码元w_1，2相乘，然后送入到乘法器C；在乘法器C中，将乘法器A和B当前输出的信号相乘，结果送入到积分长度为T_c的积分器中完成积分，再将积分结果送入到累加器E中进行累加。以此类推，经过N次相同的操作，累加器输出N次累加的结果Z，在判决器F中进行判断，若累加结果大于0，则判决输出“0”，否则判决输出“1”。

检测终端U2与U1具有相同的解调过程，只是其接收机乘法器B的N阶Walsh码产生的Walsh码为w₂。

2.检测终端协作阶段

从第3个时隙开始，第2K+1和2K+2（K=1,2，...）时隙分别分配给检测终端U1和检测终端U2。在第3个时隙，检测终端U1分别采用N阶正交Walsh码发生器A、N阶正交Walsh码发生器B和N阶正交Walsh码发生器C产生Walsh码w_R，w₁和w₂，然后并行调制检测终端U1自身的数据以及上一阶段检测终端U1所估计的检测终端U2的数据

并广播出去。数据处理模块P通过合并前一阶段检测终端U2发送过来的信号以及本阶段检测终端U1转发的检测终端U2的数据

从而恢复检测终端U2发送的信息比特。其后的2K+1（寄时隙）时隙进行类似的操作。在第4个时隙，检测终端U2分别采用N阶正交Walsh码发生器A、N阶正交Walsh码发生器C和N阶正交Walsh码发生器B产生Walsh码w_R，w₂和w₁，然后并行调制检测终端U2自身的数据以及上一阶段检测终端U2所估计的检测终端U1的数据

并广播出去，数据处理模块通过合并前一阶段检测终端U1发送过来的信号以及本阶段检测终端U2转发的检测终端U1的数据

从而恢复检测终端U1发送的信息比特。其后的2K+2（偶时隙）时隙进行类似的操作。

协作阶段检测终端U1的发射机的信号处理流程如下：

混沌载波发生器产生时间长度为T_c的混沌载波信号经调频器（FM）调制后，在T_c时刻，分别送入支路1、支路2和支路3。在支路1中第一级乘法器M_1，1将调制混沌载波与N阶Walsh码发生器A输出的正交码元w_R，1相乘，产生第一段参考信号R₁，通过切换开关S₁（切换开关打在节点T_1，1端）输出，在支路2中第一级乘法器M_2，1将调制混沌载波、检测终端U1的信息符号d₁以及N阶Walsh码发生器B输出的正交码元w_1，1相乘，产生第一段信息调制信号I_1，1从切换开关S₂（切换开关打在节点T_2，1端）输出，在支路3中第一级乘法器M_3，1将调制混沌载波、上个阶段检测终端U1估计的检测终端U2的信息符号

以及N阶Walsh码发生器C输出的正交码元w_2，1相乘，产生第一段信息调制信号I_2，1从切换开关S₃（切换开关打在节点T_3，1端）输出。第一段参考信号R₁和第一段信息调制信号I_1，1、I_2，1送入加法器ADD相加输出时间长度为T_c的第一段调制信号。在2T_c时刻，混沌载波信号经过延时单元D₁延时T_c后分别进入支路1、支路2和支路3，在支路1中乘法器M_1，2将经过第一级延时单元输出的调制混沌载波与Walsh码发生器A输出的正交码元w_R，2相乘，产生第二段参考信号R₂从切换开关S₁（切换开关打在节点T_1，2）输出；在支路2中乘法器M_2，2将经过第一级延时单元输出的调制混沌载波、检测终端U1的信息符号d₁以及Walsh码发生器B输出的正交码元w_1，2相乘，产生第二段信息调制信号I_1，2从切换开关S₂（切换开关打在节点T_2，2）输出；在支路3中乘法器M_3，2将经过第一级延时单元输出的调制混沌载波、上个时隙检测终端U1估计的检测终端U2的信息符号

以及Walsh码发生器C输出的正交码元w_2，2相乘，产生第二段信息调制信号I_2，2从切换开关S₃（切换开关打在节点T_3，2）输出，送入加法器ADD相加输出时间长度为T_c的第二段调制信号；以此类推，经过N-1个相同的操作，在NT_c时刻，加法器ADD输出时间长度为T_c的第N段调制信号，至此，经过N次操作，调制器输出长度为T的所有调制信号。

协作阶段检测终端U2的发射机信号处理流程与检测终端U1类似，只是支路3变为调制检测终端U2自身的数据d₂，而支路2调制上一个阶段检测终端U2估计的检测终端U1的数据

协作阶段检测终端U1和检测终端U2的接收机的解调过程与初始阶段的一致。

协作阶段数据处理终端P的信号处理流程如下：

图5为数据处理终端P的接收机结构，包括：Walsh码发生器1、Walsh码发生器2、Walsh码发生器3、乘法器A1、乘法器A2、乘法器B1、乘法器B2、乘法器C1、乘法器C2、积分器INT1、积分器INT2、累加器E、累加器E2、加法器ADD、延时电路DL和判决器F。

该接收机的信号处理流程为：在2K+1时隙，接收机接收到终端U1直接发送来的信号R1(t)后，将R1(t)分别送入到乘法器A1和乘法器B1，在乘法器A1中，接收到的长度为T_c的信号R1(t)与Walsh码发生器1产生的Walsh码元w_R，1相乘，然后送入到乘法器C1；在乘法器B1中，接收到的长度为T_c的信号R1(t)与Walsh码发生器2产生的Walsh码元w_1，1相乘，然后送入到乘法器C1；在乘法器C1中，将乘法器A1和乘法器B1的输出信号相乘，结果送入到积分长度为T_c的积分器INT1中完成积分，再将积分结果送入到累加器E1中。后续进入的第二段长度为T_c的信号，在乘法器A1中，与Walsh码发生器1产生的Walsh码元w_R，2相乘，然后送入到乘法器C1；在乘法器B1中，与Walsh码发生器2产生的Walsh码元w_1，2相乘，然后送入到乘法器C1；在乘法器C1中，将乘法器A1和乘法器B1当前输出的信号相乘，结果送入到积分长度为T_c的积分器INT1中完成积分，再将积分结果送入到累加器E1中进行累加。以此类推，经过N次相同的操作，累加器输出N次累加的结果Z₁。

在2K+2时隙，接收机接收到检测终端U2转发来的信号R2(t)后，将R2(t)分别送入到乘法器A2和乘法器B2。在乘法器A2中，接收到的长度为T_c的信号R2(t)与Walsh码发生器1产生的Walsh码元w_R，1相乘，然后送入到乘法器C2；在乘法器B2中，接收到的长度为T_c的信号R2(t)与Walsh码发生器3产生的Walsh码元w_2，1相乘，然后送入到乘法器C2；在乘法器C2中，将乘法器A2和乘法器B2的输出信号相乘，结果送入到积分长度为T_c的积分器INT2中完成积分，再将积分结果送入到累加器E2中。后续进入的第二段长度为T_c的信号，在乘法器A2中，与Walsh码发生器1产生的Walsh码元w_R，2相乘，然后送入到乘法器C2；在乘法器B2中，与Walsh码发生器3产生的Walsh码元w_2，2相乘，然后送入到乘法器C2；在乘法器C2中，将乘法器A2和乘法器B2当前输出的信号相乘，结果送入到积分长度为T_c的积分器INT2中完成积分，再将积分结果送入到累加器E2中进行累加。以此类推，经过N次相同的操作，累加器输出N次累加的结果Z₂。

2K+1时隙得到的经过一个时隙延时的统计量Z₁，送入加法器ADD中与Z₂相加后送入判决器F2，在判决器F2中进行判断，若相加结果大于0，则判决输出“0”，否则判决输出“1”。

所述采用终端协作的混沌超宽带交通流量的采集方法，包括以下步骤：

1）在数据传输过程中首先将一帧数据分成2M个时隙（M为正整数），每两个时隙分别分配给检测终端U1和检测终端U2。

2）在初始阶段，检测终端U1发送自身的数据给检测终端U2和数据处理终端P，检测终端U2发送自身的数据给检测终端U1和数据处理终端P，检测终端U2估计检测终端U1发来的数据得到估计数据

检测终端U1估计检测终端U2发来的数据得到估计数据

3）在协作阶段，每两个时隙分别分配给检测终端U1和检测终端U2，第1个时隙检测终端U1并行调制自身的数据d₁和上一个时隙对检测终端U2的估计数据

并发送给检测终端U1和数据处理终端P，第2个时隙检测终端U2并行调制自身的数据d₂和上一个时隙对检测终端U1的估计数据

并发送给检测终端U1和数据处理终端P；协作阶段检测终端U1采用的调制，利用Walsh码正交特性，将两路并行的数据调制到一起进行传输，所述数据包括检测终端U1自身的数据和对检测终端U2的上一时隙的估计数据。

4）数据处理终端P在第1个时隙估计数据d₁的判决统计量Z₁，在第2个时隙估计检测终端U2转发的估计数据

的判决统计量Z₂，然后将Z₁和Z₂相加后判决输出。数据处理终端P采用分集合并的解调接收机进行接收，是在第2K+1时隙，数据处理终端采用非相关解调器解调U1发过来的信号，并得到判决统计量Z₁，然后输入延时为一个时隙的延时单元，在第2K+2时隙，数据处理终端采用非相关解调器解调U2发过来的信号，得到判决统计量Z₂，然后将延时后的Z₁和Z₂送入加法器累加得到Z₃，再送入判决器F2判决，若Z₃大于“0”，则判决输出0，否则判决输出1。

Claims (4)

1.采用终端协作的混沌超宽带交通流量采集系统，其特征在于设有参与协作的检测终端U1、检测终端U2和数据处理终端P；所述检测终端U1和检测终端U2具有相同的结构，检测终端设有发射机和接收机，数据处理终端设有接收机；检测终端的发射机设有混沌载波发生器、N阶Walsh码发生器A、N阶Walsh码发生器B、N阶Walsh码发生器C、乘法器M_1，1，M_1，2，...,M_1，N、乘法器M_2，1，M_2，2，...,M_2，N、乘法器M_3，1，M_3，2，...,M_3,N、切换开关S₁、切换开关S₂、切换开关S₃、延时电路单元D₁,D₂，...,D_N-1、FM调制器以及加法器ADD；所述N阶Walsh码发生器A的N路输出分别通过乘法器M_1，1,M_1，2，...,M_1，N连接切换开关S₁，组成支路1；混沌载波发生器通过FM调制器和N-1个延时电路单元D₁,D₂，...,D_N-1串联组成支路0；所述N阶Walsh码发生器B的N路输出分别通过乘法器M_2，1,M_2，2，...,M_2，N连接切换开关S₂组成支路2；所述N阶Walsh码发生器C的N路输出分别通过乘法器M_3，1,M_3，2，...,M_3，N连接切换开关S₃组成支路3；在支路0中，FM调制器的输出连接支路1、支路2和支路3中的第一级乘法器，各延时电路单元D₁,D₂,...,D_N-1的输出端分别连接支路1、支路2和支路3对应的下一级乘法器M_1，1，M_1，2，...,M_1，N、M_2，1，M_2，2，...,M_2，N和M_3，1，M_3，2，...,M_3,N，支路1、支路2和支路3的输出端接加法器ADD输入端，加法器ADD输出端输出信号s(t)；

所述检测终端的接收机设有N阶Walsh码发生器1、N阶Walsh码发生器2、乘法器A、乘法器B、乘法器C、积分器INT、累加器E和判决器F；所述乘法器A和乘法器B分别将接收到的信号与N阶Walsh码发生器1和N阶Walsh码发生器2产生的Walsh码元相乘，并送入乘法器C对乘法器A和乘法器B的输出相乘，积分长度为T_c的积分器INT对乘法器C的输出进行积分，再将积分结果送入到累加器E中，直至将信号R(t)与N阶Walsh码发生器1和N阶Walsh码发生器2产生的N个码元相乘完成上述处理，累加器输出N次累加的结果Z，判决器F对结果Z进行判断，若累加结果大于0，则判决输出“0”，否则判决输出“1”；

所述数据处理终端P的接收机设有N阶Walsh码发生器1、N阶Walsh码发生器2、N阶Walsh码发生器3、乘法器A1、乘法器A2、乘法器B1、乘法器B2、乘法器C1、乘法器C2、积分器INT1、积分器INT2、累加器E1、累加器E2、延时电路DL、加法器ADD以及判决器F2；乘法器A1、乘法器B1、乘法器C1、积分器INT1、累加器E1和延时电路DL组成支路1；乘法器A2、乘法器B2、乘法器C2、积分器INT2、累加器E2组成支路1；乘法器A1和乘法器B1分别将接收到的信号R1(t)与Walsh码发生器1和Walsh码发生器2产生的Walsh码元相乘，并送入乘法器C1对乘法器A1和乘法器B1的输出相乘，积分长度为T_c的积分器INT1对乘法器C1的输出进行积分，再将积分结果送入到累加器E1中，直至将信号R1(t)与N阶Walsh码发生器1和N阶Walsh码发生器2产生的N个码元相乘完成上述处理，累加器输出N次累加的结果Z1送入延时电路DL延时一个时隙；乘法器A2和乘法器B2分别将接收到的信号R2(t)与N阶Walsh码发生器1和N阶Walsh码发生器3产生的Walsh码元相乘，并送入乘法器C2对乘法器A2和乘法器B2的输出相乘，积分长度为T_c的积分器INT2对乘法器C2的输出进行积分，再将积分结果送入到累加器E2中，直至将信号R2(t)与N阶Walsh码发生器的N个码元相乘完成上述处理，累加器输出N次累加的结果Z2，将Z2与支路1延时一个时隙的Z1送入加法器ADD，得到判决统计量Z3，判决器F2对Z3进行判断，若累加结果大于0，则判决输出“0”，否则判决输出“1”。

2.采用终端协作的混沌超宽带交通流量的采集方法，其特征在于包括以下步骤：

1）在数据传输过程中首先将一帧数据分成2M个时隙，每两个时隙分别分配给检测终端U1和检测终端U2，所述M为正整数；

2）在初始阶段，检测终端U1发送自身的数据给检测终端U2和数据处理终端P，检测终端U2发送自身的数据给检测终端U1和数据处理终端P，检测终端U2估计检测终端U1发来的数据得到估计数据

检测终端U1估计检测终端U2发来的数据得到估计数据

3）在协作阶段，每两个时隙分别分配给检测终端U1和检测终端U2，第1个时隙检测终端U1并行调制自身的数据d₁和上一个时隙对检测终端U2的估计数据并发送给检测终端U1和数据处理终端P，第2个时隙检测终端U2并行调制自身的数据d₂和上一个时隙对检测终端U1的估计数据

并发送给检测终端U1和数据处理终端P；

4）数据处理终端P在第1个时隙估计数据d₁的判决统计量Z₁，在第2个时隙估计检测终端U2转发的估计数据

的判决统计量Z₂，然后将Z₁和Z₂相加后判决输出。

3.如权利要求2所述采用终端协作的混沌超宽带交通流量的采集方法，其特征在于在步骤3）中，协作阶段检测终端U1采用的调制，利用Walsh码正交特性，将两路并行的数据调制到一起进行传输，所述数据包括检测终端U1自身的数据和对检测终端U2的上一时隙的估计数据。

4.如权利要求2所述采用终端协作的混沌超宽带交通流量的采集方法，其特征在于在步骤4）中，数据处理终端P采用分集合并的解调接收机进行接收，是在第2K+1时隙，数据处理终端采用非相关解调器解调U1发过来的信号，并得到判决统计量Z₁，然后输入延时为一个时隙的延时单元，在第2K+2时隙，数据处理终端采用非相关解调器解调U2发过来的信号，得到判决统计量Z₂，然后将延时后的Z₁和Z₂送入加法器累加得到Z₃，再送入判决器F2判决，若Z₃大于“0”，则判决输出0，否则判决输出1。

Images