自编码扩频通信系统研究

发布时间：2020-05-16 08:51

【摘要】：扩频通信的本质是利用宽带传输技术来换取信噪比上的好处,具有良好的抗干扰能力,在军事通信等领域得到广泛应用。经典的扩频通信一般采用确定的、周期性的伪随机码作为扩频序列,易被敌方复制、破译,信息传输安全性差。在此背景下,自编码扩频技术应运而生,该技术保证了扩频序列真正意义上的完全随机性、动态可变性和信号的低截获性,适用于对安全性要求较高的军事通信中。本文对自编码扩频通信系统进行深入研究,具有重要的理论意义和实用价值。首先,分析了扩频通信技术的基本原理及其抗干扰特性和低截获概率特性,研究了直接序列扩频通信中常用的几种扩频序列,并通过仿真对比给出了各序列的优缺点;分析了经典直扩系统存在的安全问题,进而引出了自编码扩频通信的概念。其次,对自编码扩频通信的基本原理进行了详细分析,并通过与直扩系统的对比,说明了自编码扩频通信系统的优越性;分析了自编码扩频序列的概率分布和统计特性;研究了高斯白噪声、单频、窄带、多径以及多址干扰下自编码扩频系统的抗干扰能力,并从理论分析和仿真实验两个角度进行了验证,结果表明,与传统的扩频通信相比,自编码扩频通信不但具有更优越的保密性,而且在高信噪比条件下,还具有与经典直扩系统类似的抗干扰能力。但在低信噪比条件下,自编码扩频通信性能急剧下降,具有门限效应,即其特有的自干扰问题。对此,提出了基于固定加随机扩频序列的自编码系统,可大大减弱误码对更新扩频序列的影响,达到抑制误码传播的目的。另一方面,提出了基于极化编码的外部反馈型自编码系统,该方案实现了收发两端与纠错编解码的完美融合,使纠错编解码的优势得到了充分发挥,更大限度的改善了自干扰问题。接着,针对自编码扩频通信中初始扩频序列必须已知的问题,提出了基于遗传算法的接收方案,使系统能够在没有任何先验知识的情况下重新生成初始扩频序列,进一步提高了系统的安全性。最后,详细分析了经典扩频通信中常用的同步捕获技术;并结合自编码扩频通信技术的特点,提出了基于周期性发送同步码的同步捕获方法,并通过仿真验证了其可行性。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN914.42

【参考文献】