基于M序列同步的混沌扩频通信系统研究与仿真

数字混沌扩频同步技术是混沌扩频通信关键技术之一.提出了一种基于m序列同步的混沌扩频新方法,建立了相应的混沌扩频通信系统动态可视化仿真模型.通过对m序列的捕获,建立业务信道,系统通过向发射端和接收端发射握手信号,实现收发两端混沌序列的同步;系统失步时,业务信道被破坏,通过对m序列的跟踪,再次建立业务信道,实现收发两端混沌序列的同步.研究表明,所建立的混沌扩频通信系统既解决了混沌序列在扩频通信中的难同步问题,又具有优良的保密性能,为混沌扩频通信的实际应用奠定了技术基础.     

一种基于训练序列的OFDM时频同步新算法

针对正交频分复用(orthogonal frequency-division multiplexing,OFDM)系统性能对同步偏差的敏感性,提出了一种新的基于训练序列的OFDM联合定时和频率同步算法。基于新设计的训练序列结构,提出了新的定时度量函数,同时推导了小数倍频偏估计算法。新定时同步算法有效地克服了传统算法中的定时缺陷,新频偏估计算法具有和Schmidl算法相同的估计方差。理论分析与仿真结果表明,新算法在多径信道下具有较好的鲁棒性。     

多径衰落信道下OFDM系统帧同步方法

针对OFDM系统对同步错误十分敏感的特点,提出了一种OFDM系统中多径衰落信道高速移动环境的帧同步方法。该算法融合了时域中加入的叠加的低能量的m序列的自相关性和保护间隔的冗余信息,提高了同步信号的能量;通过使用融合门限检测法,改善了基于相关的帧同步方法的准确性。仿真证明,该算法在多径瑞利衰落信道下的帧同步正确概率比常规相关算法高70%,达到了最佳性能,而且叠加的低能量的m序列的加入对系统传输性能性能影响可以忽略。     

一种混沌量化的混沌扩频序列

针对单值量化和多值量化存在的问题,提出了一种混沌量化的方法来产生混沌扩频序列,不仅大大提高了混沌序列的周期,有效克服有限精度问题,而且增加了量化的复杂度,提高了抗破译能力.对其性能进行了分析和仿真,结果表明,所产生的混沌序列具有比多值量化混沌序列更好的相关性能和伪随机性能.同时,利用Bedekamp-Massey算法,得出该序列具有理想的线性复杂度,更进一步显示了其良好的伪随机性能.最后将该序列应用到多用户CDMA系统中,仿真结果表明,其具有理想的误码率性能,抗多址干扰能力强.     

一种改善混沌序列有限精度效应的新方法

针对常规混沌序列的有限精度效应问题,提出了一种采用超混沌Logistic序列,并利用2-by-n元胞自动机对其进行扰动来产生混沌码的新方法。数值仿真实验和性能分析表明:该方法较单混沌系统和m序列扰动方法构建的混沌码具有更好的自相关和互相关性能,有效地改善了混沌序列的有效精度效应。     

四阶蔡氏超混沌电路的单向耦合同步研究

混沌同步是混沌保密通信中的一项关键技术。采用超混沌系统可提高通信系统的保密性能。研究了四阶蔡氏超混沌电路的单向耦合同步问题。只用单变量单向离散耦合就可实现两个超混沌系统的同步。根据Jyapunov稳定性定理,得到了两个系统达到同步时耦合系数的阈值。理论分析和数值模拟结果证明,本方法具有一定的实用价值。     

一种适用于车速无线信道的OFDM联合同步算法

提出了一种改进的适用于车速无线信道的OFDM联合同步算法。该算法首先利用一组特殊的时域正交PN序列进行联合定时同步和大频偏估计,并从理论上分析了大频偏估计之后的残留频偏范围;之后使用多个重复的短训练符号完成残留频偏估计。理论分析和仿真结果表明,改进的算法不但能解决无线信道下第一径不是最强径时的定时同步问题,而且在可能出现多个等功率路径的车速无线信道下具有更高的频偏捕获概率和更好的频偏估计性能。     

基于伪随机序列前导码的OFDM系统帧同步算法

在正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing, OFDM）系统接收端,错误估计快速傅里叶变换窗口起始点会导致OFDM帧偏差,从而造成严重的符号间干扰（inter symbol interference, ISI）以及子载波间干扰（inter carrier interference, ICI）。首先建立一个带有帧同步的OFDM系统模型,然后通过理论推导得到帧偏差对OFDM系统的影响。利用伪随机序列自身较好的相关特性,设计了一种基于伪随机序列前导码的帧同步算法,并分析了3种基于循环前缀（cyclic prefix, CP）的传统帧同步算法。通过仿真实验,结果表明所提出的基于伪随机序列前导码的帧同步算法与传统算法相比,即使在较差的信道条件下,如在较低的信噪比或存在较大的载波频率偏移（carrier frequency offset, CFO）时,其帧偏差估计结果更为准确、稳定以及节省资源。     

OFDM-CDMA系统建模仿真及误码率分析

OFDM－CDMA是将OFDM与CDMA相结合的综合技术，是继第三代移动通信之后移动通信技术中的新热点。本文阐述了其基本原理，建立了其中一种性能较好的结合方案，即MC－CDMA系统的仿真模型。在该系统模型下，做了用三种不同的扩频序列m序列、Gold序列、Kasami小集合序列进行扩频调制下的系统仿真性能分析，分别给出误码率曲线并进行对比，得出了较理想的结论。     

基于混沌算法的自适应预测模型

在混沌算法神经网络的预测模型中 ,适当选择非线性反馈项 ,能使网络的动力学在权空间具有混沌行为 ,网络系统在学习和训练过程中能够跳出能量的局域极小达到全局极小或其近似 .本文基于EP进化算法建立一种自适应机制 ,使得网络能够根据学习和训练的结果优化非线性反馈项 .应用这种算法的神经网络对基于 Mackey-Glass方程和 Lorenz系统的时间序列进行在线预测 ,结果表明 ,网络具有很好的自适应预测性能.     

基于Logistic映射的跳频序列优化

在对已有混沌序列构建方法研究的基础上,用状态转移图分析了基于Logistic构建跳频序列的局限性,并利用随机过程的相关理论,提出了基于方阵重构法的优化方案。该方案在跳频性能指标方面达到或优于原有方案,在硬件实现时降低了乘法次数,减少了硬件资源的占用量,增加了跳频序列的可实现性。     

Cipher quasi-chaotic code for frequency hopping communications

The chaotic frequency hopping (FH) communication systems have been presented so far. The chaotic sequences possesses good randomness and sensitive dependence on initial conditions, which is quite advantageous to run the FH codes in code-division multiple access (CDMA) systems. But the finite precision of computation and the fact of the low-dimensional chaos predicted easily cause difficulty in chaotic application. In this paper, some disadvantages associated with the conventional FH codes and the chaotic code scrambled by m-sequences are reviewed briefly. In order to overcome these drawbacks to some extents, a new higher performance FH code called cipher quasi-chaotic (CQC) code is proposed, which is generated by combining the clock-controlled stream cipher technique and chaotic dynamics. Performance analysis applying in FH communication systems of this kind of code is given. The privacy of the CQC sequence is also analyzed.     

一种扰动混沌跳频码的新方法

针对数字化混沌系统的有限精度效应及单一混沌跳频码相关性差、易被攻击的缺点,提出了利用细胞自动机产生伪随机序列来扰动混沌映射产生跳频码的方法,性能分析和数值仿真实验都表明这种方法极大的增加了系统抗干扰,抗截获的能力,尤其对序列的平衡性、汉明相关性,跳频间隔分布、抗预测性方面都有极大的提高,且结合细胞自动机自身特点,该结构便于硬件高速实现,具有广泛的应用前景.     

基于反步法的异结构混沌系统Q-S同步

基于反步法,提出了扩展Liu混沌系统和Genesio混沌系统的Q-S同步方法.反步法降低了控制器的设计难度,易于求取误差系统的Lyapunov函数.设计了单驱动器和多驱动器两种控制器结构,同步控制器结构均比以往的异结构同步控制器有所简化.仿真结果验证了两种控制器均能实现扩展Liu混沌系统和Genesio系统的Q-S同步,并且多驱动器结构更简单,同步速度快,动态过程误差小.基于反步法的Q-S同步方法可以推广到其他的异结构混沌系统同步控制中.     

基于同一训练序列的OFDM系统联合高效算法的研究

针对高速无线数据通信系统中的关键技术——正交频分复用,提出一种高效联合算法,即用同一组训练序列同时实现系统整数倍频偏同步、信道估计和降低峰均比。其主要方法是用训练序列实现系统的整数倍频偏同步和信道估计,同时用训练序列中的数据构成PTS算法的加权系数,以降低峰均比。仿真结果表明,该系统能用同一训练序列同时实现系统同步、信道估计和降低峰均比,与独立实现各功能相比,该算法不仅能够同时实现以上三种功能,而且由于利用一组训练序列,节省了资源,提高了系统的有效性。     

异结构混沌与超混沌系统的IFSHPS参数辨识

对混沌和超混沌系统的完全状态混合投影同步问题进行了深入的研究.基于对该类同步问题的研究,首次提出了在驱动系统中也存在一个常数对角矩阵来实现完全状态混合投影同步,这种方法称为改进的完全状态混合投影同步.基于激活控制的思想和微分方程的不变性原理,设计了一类混沌与超混沌系统的改进的完全状态混合投影同步和参数辨识的方案,数值仿真结果进一步证实所提出方案的有效性.     

Rossler系统与统一混沌系统的异结构同步

针对异结构混沌系统的同步提出了两种不同的同步方案,研究了两个不同结构的混沌系统:Rossler系统与统一混沌系统的同步。系统参数已知时采用主动控制方法,通过设计适当的主动控制器,实现了响应系统与驱动系统的渐近同步;系统参数不确定或未知时采用自适应控制方法,基于李亚普诺夫稳定性理论,得出了两异结构混沌系统同步的充分条件,设计了相应的控制器和参数自适应律,使得响应系统的状态变量渐近跟踪驱动系统的状态变量,且两个系统的参数估计值渐近收敛于其真值,仿真结果证明了两种方案的有效性。     

一类具有未知参数干扰的混沌系统的同步

利用主动控制思想实现了两个具有未知参数干扰的不确定混沌系统的同步。通过在控制器中添加误差补偿项来消除参数干扰对系统同步的影响,并利用矩阵理论中盖格尔圆定理给出了控制器中线性部分参数取值的一般范围。理论分析证明,所设计的响应系统能使同步误差收敛到零。最后针对Lorenz系统进行了仿真,结果表明设计的控制器是有效的。     

一类参数不确定统一混沌系统的脉冲同步

针对一类参数不确定统一混沌系统的同步问题,提出一种脉冲同步方法.该方法采用响应系统与驱动系统状态变量误差的线性反馈作为脉冲控制信号,驱动两个统一混沌系统达到全局渐近同步.基于脉冲微分方程理论,给出了统一混沌系统一组新的全局渐近同步判据,特别地,当脉冲间距与脉冲控制增益相等时,给出了更为简单和实用的同步判据,同时讨论了脉冲间距对同步性能的影响,仿真结果验证了方法的有效性.