基于LDPC码的双极性混沌脉冲位置调制通信系统

发布时间：2020-09-25 22:06

　　 随着通信技术的不断发展以及学者们对混沌理论研究的不断深入,混沌通信系统在理论研究和工程应用中展现出巨大的价值,尤其是满足了安全、保密通信的需要。然而由于信道条件的复杂性,并存在着噪声干扰、多径效应等影响,具有逼近香农极限的LDPC信道编码方案在混沌通信系统中的应用,保证了混沌通信具有较高的误码率性能。本文在前人的研究基础上对基于键控和扩频技术的混沌脉冲位置调制通信系统进行了研究,并将LDPC码应用到提出的改进通信方案中,得出了一些有用的结论。本文首先从混沌通信的基础理论入手,论述了:混沌系统的定义、特征、描述参数及其在通信领域中的应用潜力;离散混沌序列的产生方法以及混沌信号的分析方法;混沌通信系统的分类情况。其次,针对基于键控技术的各种混沌通信方式进行了研究,并利用DSP Builder工具实现了DCSK通信,并分别用Simulink和ModelSim进行了软件仿真,然后对比了二者仿真结果。再次,研究了基于扩频技术的混沌脉冲位置调制CPPM方案,并对其进行了改进,提出一种双极性混沌脉冲位置调制的新方案BCPPM,利用Matlab软件仿真对比了两者的误码率性能。最后,论述了LDPC码的基本理论,包括表示方法,编、译码算法等;在AWGN信道条件下对三种译码性能进行了仿真比较;将循环LDPC码应用于新提出的BCPPM系统中,研究了该方法对混沌通信系统误码率性能提高的情况。本文主要的创新性在于:利用DSP Builder构建了DCSK通信系统模型,并对Simulink仿真结果和RTL级仿真结果进行了对比;提出了一种双极性混沌脉冲位置调制方案BCPPM,并研究了其在各种信道条件下的误码率性能;将循环LDPC编码方案应用于新提出的BCPPM方案中,研究了LDPC码对系统误码率性能提高的情况。
【学位单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：O413;TN911.22
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题依据
    1.2 混沌通信系统研究现状
    1.3 LDPC信道编码技术研究现状
    1.4 当前研究中存在的问题
    1.5 论文研究内容及结构安排
2 混沌通信理论基础
    2.1 混沌系统
        2.1.1 混沌系统的定义
        2.1.2 混沌系统的特征
    2.2 混沌系统的描述参数
        2.2.1 李雅谱诺夫指数
        2.2.2 概率分布函数
        2.2.3 相关函数
    2.3 混沌在通信系统中的应用潜力
    2.4 混沌信号产生方法及特性分析
        2.4.1 Logistic映射
        2.4.2 移位Logistic映射
        2.4.3 其他混沌映射
        2.4.4 混沌信号特性分析
    2.5 混沌通信系统分类
    2.6 本章小结
3 基于键控技术的混沌通信系统
    3.1 混沌键控通信系统分类
        3.1.1 混沌相移键控（CSK）方式
        3.1.2 差分混沌相移键控（DCSK）方式
        3.1.3 频率调制差分混沌键控（FM-DCSK）方式
        3.1.4 相关延迟混沌键控（CDSK）方式
        3.1.5 正交混沌相移键控（QCSK）方式
    3.2 基于DSP builder的DCSK通信系统设计
    3.3 本章小结
4 一种双极性混沌脉冲位置调制通信系统
    4.1 混沌脉冲位置调制CPPM通信系统
        4.1.1 CPPM的原理
        4.1.2 多用户CPPM通信
    4.2 双极性混沌脉冲位置调制BCPPM通信系统
        4.2.1 BCPPM发射机
        4.2.2 BCPPM接收机
    4.3 计算机仿真分析
    4.4 本章小结
5 LDPC码及其在BCPPM通信系统中应用
    5.1 LDPC码的表示方法
        5.1.1 校验矩阵表示
        5.1.2 Tanner图表示
    5.2 LDPC码的编码
        5.2.1 全下三角矩阵的编码
        5.2.2 近似下三角矩阵的编码
        5.2.3 准循环LDPC码及其编码
        5.2.4 循环LDPC码及其编码
    5.3 LDPC译码算法
        5.3.1 概率BP译码算法
        5.3.2 LLR-BP译码算法
        5.3.3 最小和译码算法
    5.4 AWGN信道下LDPC译码算法性能比较
    5.5 LDPC码在BCPPM通信系统中应用仿真分析
    5.6 本章小节
6 总结与展望
    6.1 主要工作与结论
    6.2 研究的局限性与展望
参考文献
作者简介
学位论文数据集

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本文编号：2827128