FM-DCSK UWB技术在无线体域网中的性能分析

超宽带(ultra wide band,UWB)技术具有低功耗、抗多径能力强等特点,已被无线体域网(wireless body areanetwork,WBAN)作为一种候选传输技术,而调频差分混沌位移键控超宽带(frequency-modulated differential chaosshift keying ultra wideband,FM-DCSK UWB)实现简单,在接收机端不需要信道估计、信道均衡和rake接收,也得到了广泛的研究。主要对FM-DCSK UWB技术在WBAN的体内到体表、体表到体表和体表到体外3种信道模式下的性能进行了计算机仿真,并对影响其系统性能的积分时间和保护间隔2个参数进行了分析,仿真结果表明,FM-DC-SK UWB技术用于WBAN信息传输是可行的。     

FM-DCSK在非平坦衰落信道下的系统设计与仿真

调频-差分混沌键移（FMDCSK)是一种以混沌信号作为载波的非相干的调制解调技术,其输出信号具有固有的宽频特性。由于其在对抗多径衰落方面具有显著的效果,它适合于在无线移动通信信道下使用,因而得到广泛的研究。给出了FMDCSK在非平坦衰落信道下的原理结构图,并做了性能分析,通过仿真发现：在两径瑞利（非平坦慢衰落）信道下,FMDCSK的误码性能优于传统的调制解调技术QDPSK和QPSK。为了进一步提高FMDCSK的误码性能,建议结合使用一些有效的技术,如分集、Rake接收机等。这些结论和建议对于促进FMDCSK在无线通信环境下的研究与应用具有重要的意义。     

基于混沌的DCSK调制方法及性能分析

针对混沌调制实用化过程中存在的问题,提出产生混沌序列的新颖算法及优选准则。介绍CSK和COOK调制模型及DCSK调制解调模型,对DCSK,CSK和BPSK调制模型的性能进行仿真分析与对比。分析CSK和DCSK信号中半个比特周期(T/2)内所产生的混沌样值个数L对CSK和DCSK性能的影响,并介绍一种新颖的DCSK改进型调制方式。研究结果表明:与CSK相比,DCSK调制对信道畸变不敏感并具有更好的噪声特性,在误码率RBE为10-3数量级时可提高信道噪声约3 d B;在信噪比(Eb/No)不小于12 d B的条件下,DCSK的RBE与CSK的相比小1个数量级以上。     

基于Woven卷积码的FM-DCSK系统在衰落信道下的性能分析

调频-差分相干混沌相移控件（FM-DCSK）是一种针对移动通信中的多径环境提出的调制解调方式.它以一种高频混沌信号作为载波,采用非相干解调,对抗多径衰落有很好的效果.提出了Woven卷积码的FM-DCSK系统,通过仿真发现,在AWGN和Rayleigh,Ricean平坦衰落以及Rayleigh多径衰落环境下,Woven卷积码比传统信道编码对改善该系统的性能更具优势,尤其在衰落信道下前者编码增益十分显著.这对将FM-DCSK技术纳入未来抗干扰通信系统进行实用化设计具有重要价值.     

一种改进型差分混沌键控通信方案

基于差分混沌键控(DCSK)提出了一种新型的混沌扩频通信方案——改进型差分混沌键控(Improved-DCSK).通过在每个参考信号时隙后传送两个不共用相同参考信号的信息信号,克服了DCSK方法存在的问题,具有传输速率高、保密性好、可靠性高等优点.文中推导出新系统在加性高斯白噪声信道中传输的比特误码率(BER)公式并完成相应的仿真.结果表明,文中提出的新系统具有比DCSK更好的解码性能.     

FM-DCSK超宽带系统设计及其多径信道性能分析

针对现有超宽带混沌系统使用的混沌信号频谱不够平坦、不具有恒定比特能量和多址通信困难的问题,提出了频谱平坦、带宽超过1GHz、两级级联的Colpitts振荡超宽带混沌信号产生电路;构建了相应的调频差分混沌键控（FM—DCSK）超宽带系统;并从理论上分析了在多径信道下系统误码率的解析式。结果表明,该系统具有恒定比特能量,不需信道估计,接收端可以有效地获得多径分量能量同时避免码内和码间干扰。系统通过频分方式可以方便实现频分多址通信。     

超混沌FM-DCSK保密通信性能分析

在对保密通信的性能要求不断提高的情况下,将具有更复杂动力学行为的超混沌应用到FM-DCSK系统中.分别在AWGN信道、多径Rayleigh信道、多径Ricean信道的条件下,通过理论分析和Matlab数值仿真,用误码率(BER)与信噪比(SNR)的关系阐释了超混沌FM-DCSK调制系统的性能.实验结果表明,超混沌FM-DCSK系统具有比低维的混沌FM-DCSK 系统更为优良的保密性能和较好的抗干扰能力.     

基于时间反转的多用户差分混沌键控方案

针对差分混沌键控(Differential Chaos Shift Keying, DCSK)误码性能较差,传输率低的问题,提出一种基于时间反转的多用户DCSK(Time Reverse Multiuser-DCSK, TRM-DCSK)通信系统.该系统利用时间延迟的不同来区分不同的信息时隙,在每个信息时隙中利用时间反转可以传输2 bit的信息信号,然后将这2 bit的信息信号叠加后作为信息承载信号一起发送.使用时间反转能增强信号之间的自相关性,改善了系统的误码性能.推导了TRM-DCSK系统在加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise, AWGN)和Rayleigh衰落信道下的误码率公式并进行了实验仿真.仿真结果表明:在传输相同用户数的情况下,TRM-DCSK系统的误码性能相对于传统的多用户DCSK系统有了明显的提高.     

基于NOMA的级联式混沌增强加密通信技术

混沌加密能够灵活地兼容多种调制格式、实现多维度数据加密,已成为军事保密光通信中有效保护数据传输的物理层加密技术。为保证光通信系统中数据传输的安全性,提出一种基于非正交多址（non-orthogonal multiple access,NOMA）的级联式混沌增强加密通信技术。通过提升混沌序列的非线性动力学特性缓解混沌本振退化问题,采用功分复用技术实现对密钥的分发和对加密数据的传输,利用三维级联混沌系统对比特、星座、子载波进行加密掩蔽。实验结果表明,该技术能够在2 km的七芯光纤上实现65.8 Gb/s的加密信号传输,密钥空间达到10^78,系统的安全性能明显提高。该项技术在军事保密光通信中具有良好的应用前景。     

基于CNN的混沌参数扩频调制数字保密通信系统

文章提出了一种基于CNN的混沌参数扩频调制数字保密通信系统。发射时,将CNN混沌输出作为载波,用每个待发送的数字信息信号对CNN多次迭代运算中某一参数在其混沌区域进行相同的调制,实现了参数扩频调制。接收时,利用CNN混沌的发生规则通过简单的信号处理运算恢复出原来的有用信号。由于不需要进行混沌同步,系统实现更简单。分析和仿真表明,文章提出的CNN混沌参数扩频调制通信系统具有极高的保密性能,并且由于采用了扩频处理,误码率远低于传统的混沌参数调制通信系统。     

矢量多载波多元差分混沌移位键控在水声信道下的性能研究

水声信道具有严重的时频双选择衰落特性,使得设计性能稳健的水声通信系统极为困难。为了克服水声信道时频双选择衰落带来的信道难以跟踪的挑战,提出一种采用非相干检测的多载波混沌通信系统,该系统基于差分混沌移位键控,将参考信号以及经扩频调制的信息承载信号当作矢量组,对这些矢量组进行离散傅里叶逆变换(inverse discrete Flourier transform, IDFT)完成多载波调制,经串-并转换后输出。在时频双选择性衰落信道下的仿真表明该系统具有良好的抗多普勒频移的特性,此外,在仿真水声信道和实测水声信道下的实验结果表明,该系统在水声信道下能够获得稳健的性能,相对于已有的多载波多元差分混沌调制方案,具有更好的抗时频双选择衰落的性能。     

基于前导训练序列的MB-OFDM信道估计

超宽带技术已逐渐成为无线通信领域研究、开发的一个热点,并被视为下一代无线通信的关键技术之一.UWB无线通信可以分成两种:无载波UWB、载波调制UWB.载波调制UWB有多种实现方案,主要有DS-CDMA UWB和MB-OFDM UWB.MB-OFDM作为UWB的一个重要候选方案,在频谱利用率、与其他窄带系统共存、抗干扰等方面有着出色的表现,而信道估计是无线通信领域的关键技术之一,是进行相关检测、解调、均衡的基础.文中在介绍MB-OFDM系统的构成、MB-OFDM系统信号结构以及超宽带信道模型的基础上,提出了一种基于前导训练系列的信道估计算法,对UWB信道条件下采用前导训练序列的LS估计和MMSE估计的性能进行了深入的分析和比较,最后给出了相关仿真结果.实验结果表明,利用前导训练系列的信道估计可以获得良好的性能.     

差分混沌键控(DCSK)通信系统估值误差分析

在具有去噪声模块的DCSK（differential chacs shift keying）通信系统中，存在三种导致估值误差的因素，这三种因素分别来源于DCSK信号本身、加性信道噪声和去噪声模块。经过对上述三种因素的分析，提出了一种新型的DCSK通信系统，该系统使用混沌多相序列（CPS）避免DCSK信号本身带来的误差，同时采用相空间量子化的方法降低加性信道噪声的干扰。仿真结果表明，虽然这种新型的DCSK通信系统因去噪声算法带来的误差而使其噪声特性略逊于FM－DCSK，但是在CPU运算时间及系统结构上，该系统比FM－DCSK复杂性降低，易于实现。     

增强型调频差分混沌键控通信系统性能分析

混沌通信具有硬件实现低复杂度、低功耗和抗多径等特性,成为低速超宽带通信和无线传感网的候选方案.在各种混沌通信方案中,调频差分混沌键控因采用易于实现的非相干解调成为了研究的热点.本文提出一种新的增强型调频差分混沌键控通信系统,对每比特采样点数、每符号比特数和信号占空比对于系统性能的影响进行了分析,通过仿真证明了理论分析的正确性.     

具有双陷波特性的UWB贴片天线设计

考虑到超宽带（UWB）无线通信系统对现有无线通信系统工作的影响,设计一种具有IEEE WiMAX和IEEE WLAN双陷波特性的超宽带天线.该天线尺寸大小为1.0 mm×20 mm×25 mm,采用扇形阶梯状贴片作为主辐射单元,通过在该辐射贴片上嵌入L形和半圆环形槽缝来实现陷波特性,并且在主辐射单元2边增加附加矩形贴片来展宽天线阻抗带宽.仿真实验结果表明：天线的阻抗带宽为3.0~12.9 GHz,同时具有3.3~3.8 GHz和5.2~5.8 GHz双陷波,平均增益约为4.5 dB,并具有稳定的准全向性辐射特性.该天线能够满足多种超宽带通信系统的应用要求.     

基于双极性多脉冲的UWB调制方案及性能分析

针对普遍单脉冲位置调制的不足,在已有的UWB(Ultra-Wideband)脉冲位置调制研究基础上,提出了一种改进的双极性多脉冲位置调制(AMPPM:Ambipolar Multi-Pulse Position Modulation)的UWB跳时调制方案,并对其加性高斯白噪声(AWGN:Additive white Gaussian Noise)下的信道容量,最大可靠通信距离等性能指标进行了理论分析。理论分析及实验数值结果表明,在相同的条件下,与普通的单脉冲位置调制(PPM:Pulse Position Modulation)相比,AMPPM能获得较高的容量,即在给定可实现脉冲宽度下可获得更高的通信速率。仿真结果表明,当脉冲宽度为0.5 ns时,L进制AMPPM可达到333 Mbit/s的速率,而同等条件下的L进制PPM仅能达到167 Mbit/s的速率。同时AMPPM在最大可靠通信距离指标方面也较相应的PPM及脉冲幅度调制(PAM:Pulse Amplitude Modulation)有改善,在100 Mbit/s及10-4的误码率下可达到8 m的通信距离。     

FM-DCSK在非平坦衰落信道下的系统设计与仿真

调频-差分混沌键移(FM—DCSK)是一种以混沌信号作为载波的非相干的调制解调技术，其输出信号具有固有的宽频特性。由于其在对抗多径衰落方面具有显著的效果，它适合于在无线移动通信信道下使用，因而得到广泛的研究。给出了FM-DCSK在非平坦衰落信道下的原理结构图，并做了性能分析，通过仿真发现：在两径瑞利(非平坦慢衰落)信道下，FM-DCSK的误码性能优于传统的调制解调技术QDPSK和QPSK。为了进一步提高FM-DCSK的误码性能，建议结合使用一些有效的技术，如分集、Rake接收机等。这些结论和建议对于促进FM-DCSK在无线通信环境下的研究与应用具有重要的意义。     

Joint Maximum-Likelihood and MMSE Channel Estimator for UWB Communications

Introduction Ultra-wideband (UWB) is an attractive technology for next generation high-speed short-range communica- tions occupying a wide band of 7.5 GHz[1] using ex- tremely narrow pulses. UWB systems differ from other communication systems due to its e…