基于DCSK的混沌数字调制系统研究

发布时间：2020-06-09 14:40

【摘要】：差分混沌移位键控(Differential Chaos Shift Keying,DCSK)采用非相干解调的方式,在保留了混沌信号良好特性的基础上,无需信道估计和扩频码同步,实现成本低,对多径衰落环境鲁棒,具有良好的应用前景。由于采用传输参考(Transmitted-Reference,T-R)的方式,一半的时间和功率传输混沌参考信号,系统存在数据速率低、能量消耗高、数据保密性低、误比特率(Bit Error Rate,BER)性能低的缺陷。为寻求上述问题的可行性解决方案,对基于DCSK的混沌数字调制系统展开深入研究。本文的主要研究工作包括以下三个方面:(1)研究混沌的相关理论知识,重点介绍了几种典型混沌数字调制系统的调制解调原理,采用高斯近似法(Gaussian Approximation,GA)进行理论分析计算。研究DCSK系统的优缺点,为进一步改进该系统找准切入点。(2)为提高DCSK系统的比特传输速率和保密性,研究基于置乱矩阵的短参差分混沌移位键控系统(Short Reference DCSK Based on Scrambling Matrix, SMSR-DCSK)。在短参考传输的基础上,基于前向移位矩阵设计了—种结构简单并且具有正交性的置乱矩阵,打乱混沌序列的顺序,从而降低混沌参考信号与信息信号之间的相关性。采用高斯近似法推导出在加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise,AWGN)信道和瑞利(Rayleigh)衰落信道中的系统误比特率公式,并依此进行最优化性能参数的求解。采用Monte Carlo仿真实验验证理论分析结果,分析功率和参考序列长度对系统性能的影响,并完成与典型系统抗噪声性能的比较。理论和仿真结果表明:与DCSK和SR-DCSK系统相比,SMSR-DCSK系统在保密性和BER性能方面均有明显提升。(3)为提高基于正交频分复用的DCSK(Orthogonal Frequency Division Multiplexing DCSK,OFDM-DCSK)系统的BER性能,研究重复扩频序列的降噪OFDM-DCSK系统(OFDM-DCSK System with Repeated Spreading Sequence and Noise Reduction,RSNR-OFDM-DCSK)。该系统以最佳方式分配参考子载波和数据子载波,并通过分集实现降噪。其中在参考子载波上发送DCSK调制信号,同时产生的重复的扩展序列经调制后在数据子载波上发送。采用高斯近似法和Monte Carlo仿真研究在AWGN信道和Rayleigh衰落信道中的系统性能,分析FFT点数、半扩频因子β、数据载波数M、DCSK载波数N、信噪比Eb/No对系统的BER性能的影响。理论和仿真结果表明:与DCSK、OFDM-DCSK相比,RSNR-OFDM-DCSK系统能大幅度改善BER性能。
【图文】：

特能量、移动性不支持以及这在当前的ＣＭＯＳ技术中很难实现的宽带延迟线的逡逑使用［２５］，越来越多的研宄用来克服ＤＣＳＫ的弱点。对ＤＣＳＫ系统的国内外主要逡逑研究可大致可分为图１－２所示的几个部分，下面将依次进行介绍。逡逑３逡逑

ＣＳＫ逦ＣＯＯＫ逦ＤＣＳＫ逡逑图１－１混沌通信分类逡逑１９９６年，Ｋｏｌｕｍｂａｎ首次提出差分混沌移位键控系统，实际上，，在基于混沌逡逑的调制方案中，ＤＣＳＫ是研宄最广泛的基于混沌的通信系统之一『２３列。然而，逡逑ＤＣＳＫ存在着严重缺点：数据保密性降低、数据速率低、能量消耗高、非恒定比逡逑特能量、移动性不支持以及这在当前的ＣＭＯＳ技术中很难实现的宽带延迟线的逡逑使用［２５］，越来越多的研宄用来克服ＤＣＳＫ的弱点。对ＤＣＳＫ系统的国内外主要逡逑研究可大致可分为图１－２所示的几个部分，下面将依次进行介绍。逡逑３逡逑
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN911.3;O415.5

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本文编号：2704836