基于混沌理论与自编码相融合的扩频码构造研究

发布时间：2017-09-09 23:30

  本文关键词：基于混沌理论与自编码相融合的扩频码构造研究

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【摘要】：随着通信技术的迅猛发展和广泛应用,如何保证通信信息在十分恶劣的通信环境下安全保密的传输,日益成为了通信系统中急需解决的关键问题。在现代通信系统中,扩频通信技术是一种新兴的通信方式,也是第三代个人通信系统中的一项核心技术,在军事通信以及民用通信等的各个领域里得到了广泛应用,进而推动了通信事业的快速发展,已经引起了广大学者的的高度关注和重视。目前,构造一种相关特性良好、随机性较强以及复杂度较高地高性能扩频码序列,来满足高安全可靠要求的通信环境,这是扩频通信技术最核心的任务。由于传统的扩频码序列存在周期短、复杂度低、保密性差且编码数目有限等缺陷,因此,本文研究了基于混沌与自编码相融合的扩频码构造算法和基于完备序列集的的扩频码构造算法,并将其应用于扩频通信中研究其相关特性、复杂性、随机性以及误码率特性。主要工作如下：第一,研究基于Logistic混沌与自编码相融合的扩频码构造算法,提出一种新的复合符号序列,以及AR自编码序列及二者相融合的复合随机序列,并对它们的性能进行分析比较,并将复合符号序列与AR自编码序列经非线性二维Henon映射相融合产生高质量复合随机序列应用于扩频通信中研究误码率特性。第二,提出基于分段Logistic混沌映射与自编码相融合的扩频码序列构造算法,该方法借鉴离散标准映射和二维Henon变换的构造思想,对二维Henon映射进行改进,并将分段Logistic混沌映射产生序列与AR自编码序列相融合产生高质量复合随机序列作为扩频码,用于扩频通信中进行信号的传输,保证了信号传输的准确性和有效性。第三,提出一种基于复合多涡卷Jerk-Chua混沌与自编码相融合的扩频码构造算法,引用二维Henon变换和离散标准映射的构造思想产生一种新的非线性融合函数,通过该融合函数将复合多涡卷Jerk-Chua混沌产生的随机序列与AR自编码随机序列相融合产生高质量复合随机序列作为新的扩频码,用于扩频通信系统中,大大地提高了扩频码的复杂性和系统的安全性,满足了高安全性和动态可变性条件下的信息传输。第四,为了改善传统扩频序列周期短、复杂度低的问题,提出一种基于完备序列集的扩频码构造算法。利用移位算法将二进制理想的二元自相关序列转换为长周期、高复杂度的完备序列集,随机地按行或列抽样完备序列集中的子序列作为扩频码并用于扩频通信。以传统伪随机序列和Logistic混沌序列为基础分析该方法的有效性,并与现有方法相比得知,新方法可改善序列相关性,提高序列复杂度。仿真测试结果显示,完备序列具有较强的抗噪声干扰能力,并能获得较低的扩频误码率。
【关键词】：扩频通信 扩频码序列 混沌 Henon映射 误码率
【学位授予单位】：西安邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN914.42
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题研究意义9
• 1.2 国内外研究现状及分析9-11
• 1.3 本文构架及内容11-13
• 1.3.1 本文章节介绍11-12
• 1.3.2 本文结构框架12-13
• 第2章 扩频通信系统13-27
• 2.1 扩频通信系统的原理13-20
• 2.1.1 扩频通信13-17
• 2.1.2 扩频通信系统的主要性能指标17
• 2.1.3 扩频通信系统的特点17-20
• 2.2 扩频通信的工作方式20-21
• 2.3 混沌扩频通信系统21-23
• 2.3.1 混沌扩频通信研究21-22
• 2.3.2 混沌的基本特性22
• 2.3.3 混沌扩频通信的优越性22-23
• 2.4 自编码扩频通信23-25
• 2.4.1 自编码扩频通信的基本原理23-24
• 2.4.2 自编码扩频序列产生24-25
• 2.4.3 自编码扩频通信的优势和存在的问题25
• 2.5 本章小结25-27
• 第3章 混沌系统理论27-35
• 3.1 混沌现象及其定义27-28
• 3.2 混沌通信中应用28-29
• 3.3 Logistic混沌映射29-30
• 3.4 分段Logistic混沌映射30-31
• 3.5 平衡复合符号序列31-32
• 3.6 二维Henon映射32
• 3.7 改进型Henon映射32-33
• 3.8 复合多涡卷Jerk-Chua混沌映射33-34
• 3.9 本章小结34-35
• 第4章 基于混沌与自编码相融合的扩频码构造35-61
• 4.1 基于混沌与自编码融合原理35-36
• 4.2 基于Logistic混沌和自编码相融合融合的扩频码构造算法36-39
• 4.2.1 基于Logistic混沌与自编码相融合算法原理36-37
• 4.2.2 复合扩频码序列1生成算法37
• 4.2.3 改进复合扩频码序列1生成算法37-39
• 4.3 基于分段Logistic混沌和自编码相融合融合扩频码构造算法39-41
• 4.3.1 基于分段Logistic混沌与自编码相融合算法原理39-40
• 4.3.2 复合扩频码序列2生成算法40-41
• 4.4 基于多涡卷Jerk-Chua混沌和自编码相融合融合的扩频码构造算法41-43
• 4.4.1 基于复合多涡卷Jerk-chua混沌与自编码相融合算法原理41-43
• 4.4.2 复合扩频码序列3生成算法43
• 4.5 扩频码序列的性能分析43-45
• 4.5.1 相关性分析44
• 4.5.2 平衡性分析44
• 4.5.3 复杂度分析44-45
• 4.5.4 Lyapunov指数分析45
• 4.6 实验结果分析45-52
• 4.6.1 相关性测试结果45-50
• 4.6.2 平衡性测试结果50-51
• 4.6.3 复杂度测试结果51-52
• 4.6.4 Lyapunov指数测试结果52
• 4.7 扩频通信仿真分析52-59
• 4.7.1 扩频码在单用户通信下仿真分析52-55
• 4.7.2 扩频码在多用户通信下仿真分析55-59
• 4.8 本章小结59-61
• 第5章 基于完备序列集的扩频码构造算法61-77
• 5.1 完备序列集概念61
• 5.2 基于完备序列集的构造算法61-62
• 5.3 传统伪随机序列62-65
• 5.3.1 m序列含义63-64
• 5.3.2 m序列产生原理及产生64-65
• 5.3.3 Gold序列产生65
• 5.4 扩频序列特性分析65-68
• 5.4.1 相关性分析65-67
• 5.4.2 复杂度分析67-68
• 5.5 扩频通信仿真分析68-75
• 5.5.1 单用户扩频通信仿真分析68-72
• 5.5.2 多用户扩频通信仿真分析72-75
• 5.6 本章小结75-77
• 第6章 结论与展望77-81
• 6.1 本文总结77-78
• 6.2 未来展望78-81
• 参考文献81-85
• 攻读学位期间取得的研究成果85-87
• 致谢87-88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 张薇;谢红梅;王保平;;一种新型的分段Logistic混沌扩频通信算法[J];计算机科学;2013年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 侯娟;混沌伪随机序列的产生及其在扩频通信系统中的应用[D];华南理工大学;2012年

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本文编号：823399