一类新的混沌扩频序列研究

构造了一种新的Hybrid混沌映射,提出了混沌扩频序列的产生方法,在此基础上给出了扩频序列的优选准则和混沌序列的优选方法,并通过数值仿真分析了此类扩频序列的自/互相关特性和序列码的平衡特性。计算结果表明,由Hybrid映射产生的混沌扩频序列的伪随机特性及线性复杂度,都较Logistic有显著提高,且根据该方法优选的混沌扩频序列的平衡特性、自/互相关特性,与Gold序列相比,更适合于码分多址通信系统的要求。     

自编码直接扩谱通信原理与机制

传统直接序列扩频(DSSS)通信由于采用固定的PN码作为扩频码,其通信安全潜在着极大威胁。介绍一种完全抛弃传统的PN码而利用当前N个信码比特作为下一个信码的扩频码码片来进行扩频调制的新的扩频——自编码直接序列扩频(SEDS)通信技术。本质上自编码扩频是一种随机直接序列扩频(RCDS),理论分析和仿真均表明在单用户AWGN信道上当信噪比大于4dB时误码性能与传统直扩通信基本相同,采用适当的纠错码技术在Pe为10-4时可获得近4dB编码增益,与传统直扩多址相比,可能有更大的多址用户数。但由于目前自编码扩频的无冗余延迟抽头结构使扩频码本质上没有严格的0/1平衡性,必然存在载波泄漏等安全隐患。最后还指出了自编码扩频通信技术的一些改进研究方向。     

一种新的多进制正交扩频通信及FPGA实现

提出将一种新的按段复合的伪随机码序列应用到多进制正交扩频通信中,该序列保持了Walsh码的同步正交性,非同步时相关特性也较理想。由于复合码的内在相似性,可以用一个匹配滤波器实现输入信号和m个本地复合序列的相关运算,大大节约了FPGA资源消耗。实验证明,在高斯白噪声信道中,该硬件系统较之具有相同扩频增益的直扩系统,误比特率更低。     

截短平衡Gold码的统计特性分析

在给出搜索和产生平衡Gold码方法的基础上,给出了截短平衡Gold码的概念,提出了一种对平衡Gold码进行截短的方案。在扩频通信中,扩频速率受扩频系统特定的时钟周期所约束,使得地址码序列长度取决于系统的时钟速率与信息速率商的大小,限制了平衡Gold码在实际工程中的应用。采用截短平衡Gold码截短码具有更广泛的应用能力。仿真结果表明,对平衡Gold码进行合适的筛选和截短后得到的序列仍具有较好的统计特性,可以作为工程应用中对码长有不同要求的扩频通信地址码。     

基于正交信道的双M-ary扩频通信方案

针对传统系统中伪码资源缺乏以及同步实现较困难等方面的问题,提出一种新的双M-ary扩频通信系统方案,该系统采用两条正交支路传输信息,其中在同相支路上采用M-ary双正交扩频调制,在正交支路上采用CPSK扩频调制。该方案能够利用信息自身扩频调制准确实现同步,不需要额外提供同步资源。仿真结果表明,它与传统M-ary扩频方案性能相一致,但在传输比特信息时,它只需约四分之一的传统M-ary扩频的条数,有效地节省了扩频码资源。     

混沌扩频序列的优选算法及其系统性能研究

为了获得多址通信中优良的伪随机特性码组,提出了一种混沌序列的优选算法。通过对混沌系统迭代结果的截断和量化处理,根据扩频序列的理想特性和多址干扰指数,给出了优化混沌序列码组的具体步骤,并对传统的Gold序列和多种混沌序列的码组性能作了比较和分析。对DS/CDMA系统性能的仿真结果表明,优选混沌扩频序列的相关性能优于传统的伪随机扩频序列,有利于解决CDMA移动通信中的抗多址干扰及多用户检测等关键问题,从而使混沌扩频系统的抗干扰能力和抗破译能力得到增强。     

Logistic-Map混沌扩频序列的有限精度实现新方法

结合线性反馈移位寄存器 (linearfeedbackshiftregister,LFSR)最大长度码序列 ,提出一种收缩法来实现有限精度数字混沌系统。研究了扩频码的周期和相关性能与实现精度和LFSR的级数的关系 ,在较低精度和LFSR的级数不高的条件下能够产生统计性能逼近于理想随机序列的码族极大的混沌扩频序列     

基于OCML构造序列的Link16扩频方法

Link16数据链因其强抗干扰性被广泛应用于各大信息化作战平台, 但其传输速率和频带利用率并不高。针对这一问题, 提出一种基于单向耦合映像格子(one-way coupled map lattice, OCML)模型时空混沌序列的缩短码移位键控(truncated code shift keying, TCSK)方法。系统以OCML模型下的混沌序列作为扩频基码, 将每个承载信息的码片长度缩短为原来的1/P, 并将每个码片进行镜像对称, 获得一个总长度为2/P的扩频码片进行传输。相对于原循环码移位键控(cyclic code shift heying, CCSK)系统的扩频序列, 该码片长度减少一半, 从而提高系统的传输速率。OCML序列具有良好的伪随机性和自相关性, 同时该模型下能生成大量扩频序列, 各序列相互独立, 一个信道可容纳多个扩频信号, 极大地提高了频带利用率。对多径衰落信道下的误码性能进行了仿真, 结果表明, 所提方法能有效改善多径衰落下的系统性能。     

非正交码移键控和码索引调制算法

针对正交码移键控(code shift keying, CSK)误比特率(bit error rate, BER)性能下降和非正交码索引调制(non-orthogonal-code index modulation, N-CIM)未能充分利用扩频码自相关性的不足,提出一种非正交CSK和码索引调制(non-orthogonal-CSK-code index modulation, N-CSK-CIM)算法。发送端信息比特分为调制比特和扩频码映射比特；调制比特用来进行符号调制，映射比特映射为扩频码的索引和码相位索引。首先根据调制比特进行符号调制，然后利用映射比特映射的扩频码索引选择同一原始扩频码，并根据码相位索引进行码移键控产生新的扩频码，调制后的符号实部与虚部分别用这一新的扩频码进行扩频。仿真结果表明,在加性高斯白噪声(additive white Gaussian noise, AWGN)信道和瑞利衰落信道中,相同信噪比时, N-CSK-CIM算法的BER性能优于N-CIM算法和正交CSK算法。     

混沌直扩序列的优选及与传统序列的性能比较

为了提高异步直扩序列码分多址 (DS/CDMA)系统的容量和保密性能 ,从整个扩频序列集合相关函数的均方值出发 ,对一类由一维混沌映射产生的混沌直扩序列与传统的伪随机序列如m序列、Gold序列和Kasami序列等 ,在异步DS/CDMA系统中作了性能比较研究。计算机仿真表明 ,其性能与传统序列相当 ,其序列数较m序列数多 ,适于作CDMA系统的扩频码 ,并由此提出了一种混沌直扩序列的优选方法。     

正交频分复用循环移位扩频水声通信

针对常规直接序列扩频水声通信数据传输速率低及M元扩频水声通信接收机复杂度高的问题,提出了一种正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)技术和循环移位键控(cyclic shift keying, CSK)技术相结合的调制方式,该调制能很大程度地提高系统的带宽使用率。从理论上对该方法在高斯白噪声信道条件下的误码率进行了分析。同时,采用Chu序列作为扩频序列,通过理论推导得出其峰均功率比(peak to average power ratio,PAPR)的上限为3dB。利用实际湖试测量得到的多径信道模型,与DSSS-OFDM方法进行了误码率性能的分析比较。结果表明,新提出的方法具有很好的抗多径性能,且具有带宽利用率高、复杂度低的特点,适用于中、远程及多用户水声通信。     

并行组合扩频非等概超宽带系统误码性能研究

基于并行组合扩频的超宽带通信系统,结合了并行组合扩频通信系统的高效通信能力和超宽带通信系统的良好保密性能,可以同时满足通信系统对高效性和安全性的要求。该系统中的并行组合扩频部分输出的信号具有非等概出现的特点,推导了在非等概情况下超宽带系统跳时M进制〖CD*2〗脉冲幅度调制（time hopping M ary pulse amplitude modulation, TH M PAM)方式的解调差错概率,并通过仿真验证了公式推导的正确性。在加性高斯白噪声信道条件下,建立系统仿真模型,对系统整体性能进行仿真。仿真结果表明,基于并行组合扩频的超宽带通信系统具有良好的误码性能,并且优于常规超宽带通信系统和基于连续波调制的并行组合扩频通信系统。     

多用户正交多级差分混沌键控通信系统

针对传统差分混沌键控(differential chaos shift keying, DCSK)采用多电平方式传输多进制信息导致误比特率(bit error rate, BER)高的缺点,提出一种多用户正交多级DCSK(multi-user orthogonal multi-level DCSK, MOM-DCSK)通信系统。该系统将传输的多进制信息映射为不同的传输系数,多个传输系数分别乘以对应的Walsh码后调制在信息承载信号上,并且通过不同的延时传输多用户信息。在加性高斯白噪声(additive white Gaussian noise, AWGN)信道和多径Rayleigh衰落信道中推导了系统的理论BER公式并进行了仿真分析。结果显示，该系统在传输多进制信息时拥有较好的误码性能,并且在多用户传输领域中有较好的实际应用价值。     

基于FDM的多进制多用户DCSK

基于传统的多用户差分混沌移位键控(differential chaos shift keying,DCSK),本文提出一种新型的多进制多用户DCSK 混沌扩频通信方案。该方案在发送端将二进制码元转换为多进制码元,极大提高了二进制码元的传输速率,并利用频分复用实现多用户传输。接收端将所有用户参考信号合并作为新的参考信号,分别与各个用户进行相关解调。仿真结果表明,增加用户数可以有效改善多进制多用户DCSK系统的误码性能,该方案具有一定的实际应用价值。     

新的互补序列在雷达通信一体化中的应用

雷达通信一体化能有效整合系统射频资源, 可利用射频前端同时实现目标探测和通信。针对一体化中存在的随机通信数据引起的高距离旁瓣及严重的回波遮掩性问题, 提出了一种基于离散傅里叶矩阵循环扩展的互补码构造方法, 设计了一种新的基于完全互补码的雷达通信一体化方案, 该方案采用扩频多载波信号形式。理论分析和仿真结果表明, 所提出的信号设计方式能够获得低距离旁瓣, 有效地解决近距离探测的问题, 又可以满足通信多用户传输的需求, 符合基于信号共享的雷达通信一体化设计要求。     

一种加权傅里叶变换域通信方法

为提高通信的安全性,将多项加权分数傅里叶变换(multi-terms weighted-type fractional Fourier transform, MWFRFT)与变换域通信系统(transform domain communication system, TDCS)相结合,提出一种加权傅里叶变换域通信方法。首先使用MWFRFT对原信号进行处理;然后利用混沌序列产生的伪随机相位生成TDCS基函数;最后将所得信号与基函数调制并用于隐蔽通信。为验证该方法的可行性,对信号的星座变换特性以及相关特性进行了仿真分析,结果表明,MWFRFT具有较好的星座混淆性,利用混沌映射得到的TDCS基函数相关性有所提高,因此,该方法适用于隐蔽通信。     

海洋信道仿真软件HJRAY及其在水声通信中的应用

海洋声信道特性十分复杂，对水声通信信号传输构成严重影响，包括能量衰减、多途扩展以及多普勒频移等。为了具体模拟海洋信道对其中传输的声信号的影响，培出了一个新的海洋信道仿真软件-HJRAY.HJRAY通过对海洋环境中各种物理特性的模拟以及对声线轨迹常微分方程组的解算，合成海洋信道的时变冲激响应，获取通信链路接收水听器端信号，为仿真评估现实信道条件下水声通信系统性能提供基础。结合一个具体的直接序列扩频方案，验证了HJRAY在水声通信仿真中的有效性。     

基于扩频码周期性的单通道直扩通信半盲分离抗干扰算法

为克服传统盲源分离抗干扰方法需要多副接收天线这一技术瓶颈,提出一种单通道下基于扩频码周期性的直扩通信半盲分离抗干扰算法。该方法基于扩频码的周期性,利用符号级过采样,把单通道多径慢衰落信道模型转化为多通道瞬时混合模型,同时将训练序列作为先验信息以约束条件的形式引入到盲分离代价函数中,直接从混合信号中提取出期望用户数据,而达到抗干扰的目的。仿真结果表明,在多址干扰和单/多音干扰下,当信干比为-60dB时,随着归一化信噪比Eb/N0的增加,未分离信号的误码率几乎不变,并在10e-0.3附近波动,而经过所提抗干扰算法处理后的信号误码率逐渐降低,并最终稳定在10e-4~10e-5。