高速置换索引差分混沌移位键控通信系统

为了提高置换索引差分混沌移位键控系统的数据传输速率和能量效率,提出了高速置换索引差分混沌移位键控通信系统。该系统采用置换矩阵索引多元信息,并携带一个调制位。发射端将参考信号复制P次作为信息承载信号,通过希尔伯特变换,每个信息时隙中多传输N个用户的信息,将信号级联到正交频分复用系统进行正交载波调制,大大提高了系统的数据传输速率;同时推导了该系统在高斯白噪声信道和多径瑞利衰落信道下的误码率表达式。理论分析及仿真结果证明,该系统相比其他置换索引类系统具有高速率、低误码率的良好特性,有更好的应用前景。     

降噪改进型多载波CDSK混沌通信系统

由于传统相关延迟移位键控(correlation delay shift keying, CDSK)系统误码率(bit error rate, BER)较高, 提出一种降噪改进型多载波CDSK(noise reduction improved multi-carrier CDSK, NR-I-MC-CDSK)混沌通信系统。在发送端, 利用编辑器对混沌信号发生器进行改进, 使得每一路信息信号在一帧内可以传输2 bit, 并结合多载波技术, 每个复帧可传输2N bit。在接收端, 采用滤波器降噪的方法来减少判决变量中干扰项的方差, 之后通过过零解调出对应的信息比特。利用两种不同的信道模型, 对系统在理想信道情况以及实际信道情况下的信号传输过程进行了研究, 并推导了系统在不同信道条件下的BER公式, 最后对系统进行了仿真与性能分析, 结果显示所提出的混沌通信系统在BER和数据传输速率方面具有较好的性能。     

基于自适应控制的超混沌同步及其仿真

通过对参数不匹配、结构不同等情况下Chen氏超混沌系统与Lü氏超混沌系统的异结构同步问题,提出了一种基于自适应控制的超混沌系统同步改进方法;并用双通道实现超混沌同步保密通信:一个通道传送超混沌系统的输出信号实现高精度同步,另一个通道传送用超混沌信号调制的信息信号.该方案利用超混沌信号进行数字信号保密传输,保密性更强;并且仅传输两路超混沌信号即可实现混沌同步和信号调制解调,信道利用率高;同时,自适应控制器设计简单,具有很强的工程应用前景.     

MIMO模型下的多元混合调制DCSK方案

为了提升多输入多输出差分混沌移位键控(multiple input multiple output difference chaotic shift keying, MIMO-DCSK)系统的误码性能, 提出一种多元混合调制MIMO-DCSK方案(M-ary hybrid modulation MIMO-DCSK, MHM-MIMO-DCSK)。首先，将一帧的多元信息拆分, 分别通过混沌扩频码和索引码进行调制, 以实现高效的传输。其次，接收端利用混沌序列的类正交特性消除多天线干扰和多路干扰。最后将多天线的相关运算结果等增益合并, 最终在不需要信道状态信息的前提下获取多径多输入多输出系统的全分集增益。仿真结果表明，所提MHM-MIMO-DCSK比现有的多元MIMO-DCSK拥有更好的误码性能, 尤其是在高阶调制情况下性能提升更明显。     

基于状态观测器的超混沌同步保密通信系统

提出了一种基于状态观测器的超混沌同步保密通信系统。用超混沌系统的多个状态量对信息信号进行复杂的加密后注入超混沌系统实现混沌调制,同时将加密后的信息信号混沌掩盖后传送出去。用状态观测器思想实现了发送系统和接收系统的同步,并在接收端将信息信号解密。由于用了超混沌系统的多个状态量对信息信号加密,增加了传输信号的复杂性,提高了通信系统的保密性。     

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OFDM-LFM的弹载广域SAR成像距离模糊抑制

高弹道弹载合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)在对中大型舰船目标进行广域成像时,其高弹道高度和高机动速度特性使图像易产生多重距离模糊,图像质量严重恶化。针对这一问题,提出了一种基于正交频分复用线性调频(orthogonal frequency division multiplexing-linear frequency modulation, OFDM-LFM)信号的正交波形设计方案,该方案采用Bernulli映射的混沌调制序列,对OFDM-LFM信号基进行频率调制,降低了信号的互相关峰值电平和自相关峰值旁瓣电平,进一步提高了发射脉冲间的正交性,且该调制方式可产生多个相互正交的波形,以解决多重距离模糊问题。目标成像仿真结果证明,混沌序列调制的OFDM-LFM信号可有效抑制弹载广域SAR成像的距离模糊。     

基于单信号实现多组混沌系统同步的仿真研究

为了提高保密性和实用性,混沌系统同步方法所追求的目标是:利用主动系统较少的信号实现两个或者多个混沌系统的同步.提出了利用一条传输线进行多个信号的传输的方法,并将其应用实现混沌系统的同步.其信号传输方法基本思想是:多个信号在传输的过程中交替使用采样和保持这两种方式,多个信号在一条传输线中进行传送.探讨了利用所提出的多信号传输方法用于解决多组混沌系统的同步问题.仿真结果验证了该方法的有效性和可行性.     

衰落信道下的QCAM性能分析

对AWGN和Rayleigh信道衰落下K-QCAM系统性能进行了研究,分析了K-QCAM系统对不同K值在一定的信噪比下系统性能和信道的关系,并推导出零均值Logistic映射的QCAM系统在不同衰落信道中的误比特率的表达形式。仿真结果表明,在相同的传输信道和信噪比条件下,仿真结果与理论值有很好的吻合性。     

基于DDS的混沌调相信号生成方案

针对现代雷达信号所应具备的特性,提出了基于直接数字合成技术(DDS)的混沌调相信号和混沌二相编码信号生成方案。该方案利用直接数字合成技术和混沌序列复本相关技术,将混沌序列作为相位控制字的输入,可得到混沌调相信号和混沌二相编码信号。通过宽带模糊度函数统计平均方法研究了信号的模糊特性,并对信号的抗干扰性能进行了分析,仿真试验证明了该算法的有效性。     

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。     

新型正交降噪CDSK通信系统

针对置换相关键控(permutation correlated shift keying, PCSK)存在信号间干扰且误码率(bit error rate, BER)较高的问题, 对其进行改进并提出了新型正交降噪相关延迟移位键控(quadrature noise reduction correlation delay shift keying, QNR-CDSK)通信系统。通过设计一种新的正交混沌信号发生器, 产生两路严格正交的混沌信号, 将这两路信号分别作为参考信号和信息承载信号并复制P次后叠加传输, 从而消除信号间干扰。随后使用滑动平均滤波器对接收信号进行滤波处理, 降低系统BER。最后在加性高斯白噪声信道和瑞利衰落信道下推导了系统的BER, 并进行蒙特卡罗仿真验证其性能。结果表明, 与PCSK系统相比, 该系统具有更好的BER性能, 为混沌通信的实际应用提供了参考价值。     

利用联合特征参数的卫星单混信号调制识别

针对卫星通信中常见的单-混二进制相移键控(binary phase shift keying, BPSK)、正交相移键控(quadrature phase shift keying, QPSK)、8进制相移键控(8 phase shift keying, 8PSK)、16进制正交幅度调制(16 quadrature amplitude modulation, 16QAM)信号调制识别问题，本文基于不同信号的累积量差异和方谱特性，充分利用累积量和谱线特征并构造合理的特征参数，最终构建决策树分类器，实现了这些信号的调制识别，并有效实现了混合QPSK和混合8PSK信号的识别。实验表明，该算法能够实现高斯白噪声条件下的单-混BPSK、QPSK、8PSK、16QAM信号的分类。当信噪比大于6 dB时，除混合QPSK和混合8PSK信号外，其他信号的调制识别率能达到98%,当信噪比大于10 dB时，混合QPSK和混合8PSK信号的调制识别率能达到92%。与现有算法相比，识别率更高，由此证明所提算法的有效性。     

FMT与FBMC/OQAM非正交接入波形共存分析及处理

针对滤波多音调制(filtered multi-tone modulation, FMT)和滤波器组多载波/交错正交幅度调制(filterbank-based multicarrier/offset quadrature amplitude modulation, FBMC/OQAM)波形非正交接入共存问题,提出了应用快速卷积方法进行数值化分析的方案。通过快速卷积方法,在相邻的频段同时产生FMT和FBMC/OQAM信号,以快速傅里叶变换粒度调整保护间隔,得到FMT频谱频点的变化值,构建FBMC/OQAM对FMT系统的干扰矩阵,并提出预编码方案优化滤波器过渡带系数消除干扰。仿真实验表明,快速卷积方法能更精确分析波形之间的干扰,通过所提预编码方案, FMT和FBMC/OQAM信号之间可以高效率共存,波形之间的干扰得到有效抑制,受干扰影响的误码率性能得到有效改善。     

改进型正交多载波降噪差分混沌键控通信系统

传统的多载波差分混沌移位键控系统存在误码性能差、传输速率和能量效率低的缺点, 由此结合开关函数、希尔伯特变换技术和正交调制技术, 研究了一种改进型正交多载波降噪差分混沌移位键控通信系统。在发送端, 通过使用开关函数实现参考信号由奇数帧到偶数帧的复制, 并引入正交调制技术和希尔伯特变换技术用于提升系统的传输速率。在接收端, 通过引入滑动平均滤波器对接收信号进行降噪处理, 以改善系统的误码性能。推导了该系统在加性高斯白噪声信道和多径瑞利衰落信道下的比特误码率公式并进行了仿真。仿真结果表明, 相比于多载波差分混沌移位键控系统, 该系统能有效提升误码性能、传输速率和能量效率。     

基于差分编码调制的多址中继网络编码方法

现有多址接入中继信道（multiple-access relay channel,MARC）的网络编码技术多采用非差分调制,相干解调时会产生相位模糊。引用差分调制可克服此问题,但解调性能会损失约2.5 dB。为了弥补此损失,文中提出一种基于差分调制的比特交织编码调制迭代译码（bit-interleaved coded modulation scheme with iterative decoding,BICM-ID）方法。利用外信息转移图分析比较了两种编码（卷积码和低密度校验（low density parity check,LDPC）码）结合差分正交幅度调制（differential quadrature amplitude modulation,DQAM）在格雷和改进集合分割（modified set partitioning, MSP）映射下的性能,并做仿真对比。结果表明,对于差分调制,格雷映射比MSP映射更优。对于格雷映射,卷积码比LDPC码更优,有0.7dB的增益,且复杂度更低。     

基于星座成形的高谱效编码调制方案

针对规则正交幅度调制星座在高阶调制系统中产生的成形损失问题，研究比较了概率成形和几何成形方案。通过平均互信息的分析，从理论上表明概率成形可以获得更好的成形增益。在相同谱效、相同误帧率的条件下，概率成形相比几何成形需要的信噪比更低。编码方面，相比二元低密度奇偶校验(low-density parity-check，LDPC)码，多元LDPC码可以获得编码增益。仿真结果表明，基于星座成形的高谱效编码调制方案是有效的，适用于未来移动通信系统超高可靠性的要求。     

结合非正交子载波的空频索引调制技术

广义空频索引调制(generalized space and frequency index modulation,GSFIM)技术的提出显示了其相比传统多输入多输出正交频分复用技术更优的系统性能。然而,GSFIM有着较复杂的系统结构以及高复杂度的检测器。讨论一种特殊形式的空频索引调制技术,即基于频率正交幅度调制(frequency and quadrature amplitude modulation,FQAM)/频相移键控(frequency and phase shift keying,FPSK)的空间调制(spatial modulation,SM)技术,其大大简化了系统结构。为了进一步提升该系统的频谱效率,提出了结合非正交子载波的FQAM/FPSK-SM。仿真结果表明,在不同的参数配置下,通过调整压缩系数,非正交FQAM/FPSK-SM系统不仅能够带来频谱效率的提升,而且能够在发送速率相同的前提下达到与正交系统基本相同的性能,提高了系统的单位带宽吞吐量。     

衰落信道中基于累积量的QAM信号分类

针对在瑞利和莱斯慢衰落信道下的QAM信号的调制分类问题,提出一种新的基于四阶累积量的调制分类算法。归一化四阶累积量由接收QAM信号的基带信号估计出,与不同星座的理论值比较得到分类准则,其计算复杂度仅为N阶(N为样本个数)。数值仿真实验结果以及与已有方法的比较证明了理论分析的正确性和算法的实用性。     

基于局域波分解的混沌时间序列分析

采用希尔伯特谱方法分析混沌信号的瞬时频率,揭示混沌信号的各组成成分的频率随时间变化的规律;针对噪声背景下的混沌信号降噪问题,以Lorenz方程为例,采用局域波分解方法对含噪信号进行自适应滤波。通过与小波去噪方法对比,仿真结果表明局域波方法的算法通用性强,降噪效果好。