基于混沌的DCSK调制系统研究

论文摘要

从20世纪70年代开始,人们对于混沌系统及其产生的混沌信号的特性研究付出了极大的努力。由于混沌信号具有宽频、类似脉冲的自相关和低互相关的特性,它被认为是一种可以携带数字信息的扩频信号,并且混沌信号还可以由简单的电路来产生,这样降低了接收机的成本。混沌通信是通信技术研究的一个全新的领域,近些年来,混沌通信引起了人们的极大兴趣,其主要的研究的课题包括混沌调制技术、混沌扩频码和混沌加密技术等。本论文主要研究的是差分混沌键控调制系统。本论文首先概述了混沌学的发展历史和基本理论;介绍了混沌在通信系统中的应用、国内外研究进展及存在的问题。对通常现代通信系统与混沌通信系统进行了比较。采用离散迭代生成混沌信号,基于传统通信理论,把混沌信号视为随机变量,分析了CSK、DCSK在高斯白噪声下误码率特性,DCSK在瑞利信道下的误码率特性。接着对DCSK在莱斯信道的误码率公式进行了推导,并且进行了仿真分析来验证理论分析的结果。最后,讨论了F.C.M.Lau等人提出的基于时隙的DCSK多用户方案,为了尽可能降低不同用户之间信号的相互干扰,本文利用Walsh函数具有良好的正交性提出了对混沌DCSK多用户系统的改进方案。发送端把混沌序列和Hadamard矩阵相结合,生成彼此正交的信号序列;接收端采用基于相关的非相干解调技术实现混沌信号的解调。并且推导出新方案的误码率公式,通过仿真验证了改进方案减少了用户间的干扰,比原方案具有更好的误码率性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 混沌通信技术研究现状
• 1.2.2 混沌键控技术研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容和结构安排
• 第2章 混沌基本理论
• 2.1 混沌的定义
• 2.1.1 Li-Yorke的混沌定义
• 2.1.2 R.L.Devaney的混沌定义
• 2.2 混沌的特征
• 2.3 混沌的产生办法
• 2.3.1 倍周期分叉道路
• 2.3.2 阵发或间歇道路
• 2.3.3 准周期道路
• 2.3.4 KAM环面破裂
• 2.4 混沌的主要判据
• 2.4.1 奇异吸引子
• 2.4.2 Lyapunov（李亚普诺夫）指数
• 2.4.3 测度熵
• 2.4.4 分数维
• 2.4.5 功率谱密度
• 2.5 几种常见的混沌序列
• 2.6 本章小结
• 第3章 混沌通信系统
• 3.1 现代通信系统与混沌通信系统比较
• 3.2 混沌模拟通信技术
• 3.3 混沌数字通信技术
• 3.3.1 混沌参数调制系统
• 3.3.2 混沌键控通信系统
• 3.3.3 混沌扩频通信系统
• 3.3.4 混沌脉冲位置调制（CPPM）系统
• 3.4 本章小结
• 第4章 DCSK混沌通信系统性能分析
• 4.1 CSK通信系统
• 4.1.1 CSK通信系统原理
• 4.1.2 双极性CSK系统性能分析
• 4.2 DCSK通信系统
• 4.2.1 DCSK通信系统原理
• 4.2.2 DCSK在高斯白噪声信道下性能分析
• 4.2.3 DCSK在瑞利衰落信道信道下性能分析
• 4.2.4 DCSK在莱斯信道下性能分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 DCSK的多用户方案及性能分析
• 5.1 DCSK多用户方案
• 5.2 基于Walsh-Hadamard矩阵的多用户DCSK改进方案
• 5.2.1 基于Walsh-Hadamard矩阵的正交载波的产生
• 5.2.2 基于Walsh-Hadamard矩阵的多用户DCSK改进方案原理
• 5.3 仿真性能与分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢