相关延迟键控技术在混沌通信中的研究

发布时间：2017-12-05 22:27

  本文关键词：相关延迟键控技术在混沌通信中的研究

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【摘要】：无线通信中应用的扩频技术具有低截获率、抗干扰和多址能力等优点。从20世纪70年代开始,混沌系统及其产生的混沌信号引起了研究人员的广泛关注。混沌信号宽频带、类脉冲的自相关和低互相关的特性,被认为适合用于携带数字信息的扩频通信,所以混沌信号具有良好的发展前景。目前混沌在数字通信系统中的研究,主要是以相关延迟键控(Correlation Delay Shift Keying,CDSK)和差分混沌键控(Differential Chaos Shift Keying,DCSK)为基础展开。二者除了继承传统扩频通信的优点外,相比较各有长短,主要表现在:CDSK宽带利用率高、系统安全性好、系统操作更为灵活,但是存在比特误码率(Bit Error Rate,BER)不如DCSK,比特传输速率不高等问题。除了单用户环境下混沌键控的研究,在最近几年中,系统多址能力也是研究热点,这也是扩频通信的关键特性之一。所以针对目前CDSK系统存在的不足以及在多址方面混沌键控技术的性能改进,本文主要研究工作包括以下几个方面:(1)研究了一种改进型CDSK系统,相关延迟-调频CDSK(Correlation Delay-Frequency Modulated-Correlation Delay Shift Keying,CD-FM-CDSK)。该系统主要对CDSK系统在信息传输速率方面进行了改进。针对信息速率不高,在发送端一个符号周期内,将有用信息经过串并转换后,与两路参考信号分别调制,信息速率得到提高。在CDSK系统中,由于混沌信号的非周期性质,导致相关输出的比特能量不恒定可能会引起误判,影响系统性能。所以CD-FM-CDSK中通过在发送端加入FM调制模块,得到功率谱密度均匀的参考信号,然后进行后续调制。接收端与CDSK类似,利用混沌信号相关特性,支路的信号与其对应延迟信号相关解调恢复信号。仿真分析了CD-FM-CDSK系统BER随混沌序列长度、信噪比变化关系,并对比了CD-FM-CDSK系统与CDSK、FM-CDSK在相同条件下的BER,结果验证了CD-FM-CDSK改善的有效性,除了系统结构略微复杂。(2)研究了一种单用户差分-相关延迟键控(Differential-Correlation Delay Shift Keying,D-CDSK)系统。该系统兼顾CDSK安全性好、DCSK系统性能好的优点。在发送时隙中参考信号混叠信号和已调比特对信息分时隙传输,接收端采用传统CDSK解调技术。单用户D-CDSK系统信息传输速率是DCSK的43倍。仿真表明D-CDSK系统性能始终优于CDSK,与DCSK相比在低信噪比下,性能也有所改善,但是系统复杂度也略有提升。另外D-CDSK与CD-FM-CDSK性能对比仿真说明,通过采用DCSK的T-R传输模式,可以降低接收端相关输出的干扰,提升系统系能。(3)研究了一种基于Walsh码的多用户CDSK-DCSK系统。该系统是单用户D-CDSK系统的拓展,其区别在于:第一引入Walsh码减少用户间干扰,提升多用户系统性能;第二与FM方法不同,通过采用符号函数映射法处理混沌信号,消除混沌信号比特能量扩散问题。仿真分析了多用户CDSK-DCSK系统在不同用户数和混沌序列长度下的变化,并和动态延迟多址(Variant Delay Multiple Access,VDMA)DCSK系统对比,结果说明相同条件下多用户CDSK-DCSK比VDMA-DCSK性能更好,且随信噪比的增大,性能改善效果越明显。
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN914

【参考文献】

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本文编号：1256431