宽带FM-DCSK多址通信技术研究

论文摘要

混沌理论因其宽谱和伪噪声特性在通信中的应用研究倍受关注,但目前对许多混沌通信体制和实现方案的研究还没有达到传统通信的性能水平。妨碍混沌理论直接应用于实际通信工程的原因主要有两点:一是符合应用要求的宽带混沌信号产生困难——数字系统在频率范围上受到电路中有源器件带宽或时钟频率的限制,模拟系统也受到非线性器件工作频率范围的限制;二是宽带混沌信号的同步实现困难,混沌信号的非线性导致同步时间较长,影响了数据传输速率和降低了信噪比,因而混沌通信系统难以实现相干解调。为此,非相干混沌通信系统成为目前混沌通信研究的主要方向。本文研究一种非相干混沌系统,即:基于调频差分混沌键控（FM-DCSK）调制方式的宽带多址混沌通信系统在扩频通信中的应用。首先,针对混沌信号产生困难的问题,设计和分析了并联和级联方式的多级Colpitts电路的超宽带混沌信号产生电路,用PSPICE软件对产生的混沌信号进行仿真分析,结果证明所设计电路可以产生宽带甚至超宽带混沌信号。接着,设计了调频差分键控（FM-DCSK）混沌调制通信系统,并用MATLAB对系统性能进行仿真分析,证明该系统有优良的抗多径衰落特性,并能有效提高数据传输速率和降低误码率。在此基础上,为进一步提高数据传输速率,对调频差分键控混沌调制系统做了一些改进。最后,结合扩频通信中的码分多址技术,设计采用FM-DCSK调制方式的宽带多址混沌通信系统并对系统性能进行仿真分析,用时分复用的方法改进系统性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 混沌和混沌通信背景
• 1.2 混沌通信系统分类和特点
• 1.2.1 混沌通信系统分类
• 1.2.2 混沌通信系统特点
• 1.3 FM-DCSK通信系统的优点和应用前景
• 1.3.1 FM-DCSK通信系统的优点
• 1.3.2 FM-DCSK通信系统应用前景
• 1.4 本课题主要内容和工作安排
• 2 混沌扩频通信系统研究
• 2.1 引言
• 2.2 混沌的概念
• 2.3 混沌扩频通信
• 2.4 混沌多用户通信
• 3 基于FM-DCSK的混沌通信系统研究
• 3.1 引言
• 3.2 FM-DCSK通信系统原理
• 3.2.1 FM原理
• 3.2.2 COOK通信系统原理
• 3.2.3 CSK通信系统原理
• 3.2.4 DCSK通信系统原理
• 3.2.5 FM-DCSK通信系统原理
• 3.2.6 FM-DCSK通信系统改进
• 4 混沌通信系统电路分析与设计
• 4.1 引言
• 4.2 超宽带混沌信号产生电路设计
• 4.2.1 混沌信号的产生方法
• 4.2.2 Colpitts振荡电路原理
• 4.2.3 超宽带混沌信号产生电路原理
• 4.2.4 宽带混沌信号产生电路原理
• 4.3 混沌信号产生电路元器件选择和参数设置
• 4.3.1 宽带混沌信号产生电路元器件选择和参数设置
• 4.3.2 超宽带混沌信号产生电路元器件选择和参数设置
• 4.4 混沌信号产生电路仿真分析
• 4.4.1 宽带混沌信号产生电路仿真分析
• 4.4.2 超宽带混沌信号产生电路仿真分析
• 4.5 超宽带混沌信号产生电路实现
• 5 混沌通信系统仿真分析
• 5.1 引言
• 5.2 FM-DCSK调制系统仿真分析
• 5.2.1 FM-DCSK调制系统建模
• 5.2.2 FM-DCSK调制系统在高斯白噪声信道下的性能分析
• 5.2.3 FM-DCSK调制系统在多径信道下的性能分析
• 5.2.4 FM-DCSK调制系统仿真结果分析
• 5.3 混沌码分多址系统仿真分析
• 5.3.1 FM-DCSK调制的码分多址系统
• 5.3.2 FM-DCSK调制的码分多址系统性能分析
• 5.3.3 FM-DCSK调制的码分多址系统仿真结果分析
• 5.4 改进后的混沌通信系统性能分析
• 5.4.1 改进后的延时FM-DCSK调制的码分多址系统仿真结果分析
• 5.4.2 改进后的延时FM-DCSK调制的码分多址系统仿真结果分析
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献