MIMO及多址技术在混沌键控中的研究

发布时间：2018-04-20 08:30

本文选题：混沌键控 + 多入多出　；参考：《重庆邮电大学》2016年硕士论文

【摘要】：混沌本身具有的些许优良特性,使其能够很好的渗透于其他领域。混沌键控技术作为混沌三大保密技术中的一种,凭借着混沌信号的非周期性、宽频性、内随机性以及良好的自相关特性,在保密通信领域中被广泛研究。其中,比较经典的有差分混沌键控(Differential Chaos Shift Keying,DCSK)通信系统和相关延迟键控(Correlation Delay Shift Keying,CDSK)通信系统,系统的接收端和发送端不需要混沌同步,克服了混沌同步难以实现的障碍,因而更加实用化,具有广泛的应用前景。现有的DCSK通信系统,在数据保密性、传码率等性能上存在着一定缺陷。CDSK通信系统中,噪声干扰项太多,系统的误码率(Bit Error Rate,BER)偏高,且CDSK通信系统在数据保密性、传码率等性能方面仍有一定缺陷。针对上述问题,本文结合现有的多入多出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术、多址技术,对混沌键控通信技术进行了深入的研究,主要工作包括以下几点:(1)结合现有的MIMO技术,提出了新型多入多出调频分段移位相关延迟键控(Multiple Input Multiple Output-Frequency Modulation-Segment Shift Correlation Delay Shift Keying scheme,MIMO-FM-SSCDSK)通信方案。借助多条信道,传输不同的混沌信号,传码率得以提高,多路混沌信号和信息携带信号混合在一起传输,想要从接收端窃取信息,必须同时截获多路接收信号才能正确解调出发送信息信号,系统的保密性得以明显提高。在加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise,AWGN)信道中,深入分析新系统的抗噪声性能,分析信道数对系统BER性能的影响,同时对比新系统和调频相关延迟键控(Frequency Modulation-Correlation Delay Shift Keying,FM-CDSK)通信系统的保密性能。仿真表明:MIMO-FM-SSCDSK通信系统的误码性能明显好于FM-CDSK通信系统,新系统在保密性能方面,也比FM-CDSK通信系统强。(2)结合多址技术,提出了多用户调频差分混沌键控(Multiple User-Frequency Modulation-Differential Chaos Shift Keying,MU-FM-DCSK)通信系统。多址技术即多用户的引入,使新系统更加实用化,通过乘以不同的调整参数来区分不同的用户,接收端通过电平判决出发送的信息序列。相比于传统DCSK通信系统,新系统的传码率得以成倍提高,多个用户的信息携带信号混合发送,降低了信息被窃取的可能性,使得系统的保密性能得以提高。在AWGN信道中,深入分析新系统的抗噪声性能,分析用户数对系统BER性能的影响,同时对比新系统和调频差分混沌键控(Frequency Modulation-Differential Chaos Shift Keying,FM-DCSK)通信系统的保密性能。MATLAB仿真表明:在信噪比增加到一定程度时,MU-FM-DCSK通信系统的误码性能要优于现有的多用户混沌键控保密通信系统,仿真也表明新系统的保密性能明显优于FM-DCSK通信系统。(3)深入研究相关参数对混沌键控通信系统性能的影响。扩频因子是影响混沌键控通信系统性能的重要参数,系统的误码性能也会随着扩频因子的增大而得到一定程度的改善,但随着扩频因子的无限增大,系统的其他参数和性能便会受到限制,因此存在着最佳扩频因子使得系统性能最佳。深入推导系统误码性能公式,结合高等数学导数求极值的知识,理论推导出混沌键控通信系统的最佳扩频因子。在AWGN信道中,结合MATLAB仿真平台,对理论推导的最佳扩频因子予以检验,仿真结果验证了理论最佳扩频因子的正确性。
[Abstract]:In this paper , a novel multi - input multiple output ( DCSK ) communication system and correlation delay shift keying ( CDSK ) communication system are studied in this paper . This paper analyzes the anti - noise performance of the new system and analyzes the influence of the number of users and FM - CDSK communication system . The simulation results show that the BER performance of the MIMO - FM - DCSK communication system is better than that of the traditional DCSK communication system . ( 3 ) The influence of relevant parameters on the performance of chaotic key communication system is studied . The spreading factor is an important parameter which affects the performance of chaotic key communication system .

【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】：TN919.3;TN914

【参考文献】