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。     

一个混沌电路的特性及其在保密通信中的应用研究

设计了一个实际混沌电路,并用EWB软件对该电路产生的混沌信号特性进行了仿真研究.同时对电路进行了实验研究,并在示波器上观察到了丰富的混沌信号.实验与仿真结果表明:该电路产生的混沌信号稳定,电路处于混沌状态时的参数可调节范围大.另外还用该电路成功地进行了混沌掩盖保密通信的仿真研究与实验研究.     

基于混沌脉冲幅度调制的超宽带通信系统

提出了一种实现超宽带直接混沌通信的混沌脉冲幅度调制(CPAM)算法,给出了CPAM算法原理及其调制解调方案.使用电子电路全功能模拟测试仿真软件(EWB)仿真分析了基于CPAM技术超宽带混沌通信系统的间歇耦合同步.仿真结果表明,收发两端可以精确同步,验证了系统的可实现性.系统误码率仿真显示,其可靠性比传统的正交相移键控(QPSK)等算法差,但混沌信号的引入大大改善了通信的保密性.     

Liu系统的跟踪控制及其在保密通信中的应用

针对Liu混沌系统的追踪控制和同步问题及在保密通信中的应用进行了仿真研究,分析了Liu混沌系统的基本特性.基于Lyapunov稳定性原理,设计出非线性控制器,实现了混沌系统对任意具有一阶导数的参考信号的追踪,并且用这种方法追踪混沌系统的输出信号,实现了2个异结构混沌系统的同步.用混沌掩盖的方法将该同步方法应用于保密通信,用混沌系统的状态变量对信息信号进行加密后,与混沌信号的输出信号一起传送到接收端,发送和接收系统同步以后,在接收端解密恢复出信息信号.仿真结果表明,该方法可以实现单调快速同步,应用于保密通信可以达到掩盖有用信号的目的,并且可以无失真地恢复有用信号.     

混沌电路及其频率特性的仿真研究

混沌电路是一种非线性电路,具有宽频谱特性,但在实际通信应用中,通信信道的带宽有一定限制,如何调节混沌电路的频谱范围成为混沌电路实际应用的一个问题.以蔡氏混沌电路为例,利用EWB软件分析蔡氏混沌电路产生的混沌信号及其频率特性,通过对蔡氏混沌电路中元器件R、L、C参数的调整,可以获得具有期望频谱范围的混沌信号.通过改进型蔡氏电路的仿真来研究其特性,最后在蔡氏电路的基础上简单讨论了蔡氏电路在保密通信中的应用.     

一个超混沌四翼系统的电路实现及其异结构同步

提出了一个新的具有真正四翼混沌吸引子的超混沌系统,通过频谱分析发现,该四翼混沌吸引子的系统信号具有较宽的带宽,这在保密通信领域具有重要的价值.利用Multisim设计了该系统的模拟电路,其结果与Matlab数值仿真结论相一致.利用主动控制同步法设计控制器,实现了该四翼超混沌系统和超混沌Chen系统的异结构同步,数值仿真结果验证了该方法的有效性.     

适用于多边带频分复用超宽带系统的CMOS频率综合器

采用整数分频锁相环、单边带混频器、多相位滤波器、频率选择器设计了适用于多边带频分复用超宽带系统的频率综合器.该频率综合器可以产生3.432,3.96,4.488 GHz 3个频率信号,仿真结果表明该电路提供大于35.29 dB,边带杂散抑制性能,频率信号之间的切换时间小于1.35 ns,相位噪声积分为2.62°,满足了超宽带通信系统收发机对于本地时钟性能的要求.频率综合器采用0.18μm RF CMOS工艺设计,在1.8 V电源电压下,总功耗为66.6 mW.     

一个新的混沌模型及其数字伪随机信号的实现

构造了一个新的混沌系统,对该系统的动力学特性进行了分析,并设计了实现该混沌系统的模拟电路,实验结果与仿真结果完全相符.为产生混沌伪随机数字信号,在此模拟混沌电路的基础上,设计了一个量化电路.EWB仿真表明,该量化电路确实能对模拟的混沌信号进行二值量化.     

基于一个混沌系统的保密通信及其电路实现的研究

构造一个具有复杂混沌吸引子的非线性混沌自治三维系统,对该系统的基本动力学行为进行了研究,得到了系统的分岔图和Lyapunov指数谱图,并且通过电路验证了吸引子的存在性.根据线性反馈同步理论对新系统进行同步控制,以Multisim为仿真平台构造出基于混沌系统的保密通信电路.通过加入随机白噪声干扰,观察还原信号的失真程度.仿真结果表明,在小强度噪声干扰下,混沌信号仍然能够完成对信息的有效掩盖,实现了由理论模型向现实应用的转化.     

变形蔡氏电路的混沌保密通信仿真研究

为了便于蔡氏混沌电路的集成,设计了具有模拟电感的蔡氏混沌电路。在此电路基础上,进一步设计了混沌保密通信电路,并进行了仿真研究。结果表明,合适参数的发送信号在该混沌保密通信电路中能被很好地掩盖,也很难被窃听,发送信号和保密通信电路解调出来的信号是一致的,说明该通信电路具有很好的保密性能。但是当发送信号的幅度和频率超过一定值时,该混沌保密通信电路几乎不能实现对发送信号的保密。     

混沌跳时超宽带系统多址干扰分析

提出了基于混沌跳时(CTH)多址的BPSK超宽带系统,讨论了该系统的工作原理,从理论上分析了系统的多址干扰,通过仿真说明了如何选取系统参数降低系统的误码率,提高系统性能.同时该系统具有低截获率和高保密性等优点,具有较高的使用价值.     

超宽带抗干扰性能分析

研究了超宽带系统的抗干扰性能.基于TH-PPM-UWB系统,分析了超宽带在窄带和宽带干扰时的系统性能,利用ADS软件,建立了系统仿真模型,并分别仿真分析了2种干扰情况下的系统误码性能.仿真结果表明:窄带干扰中心频率及发送功率的大小对UWB系统的性能有较大影响,而增加宽带干扰,相当于增加热噪声幅度.     

用于磁光盘误码率测试的信号处理系统

研制了一种用于磁光盘误码率测试的信号处理系统。对信号再生电路的结构与设计要点进行了详细的阐述；并提出了一种采用“采集－暂存”结构的磁光盘盘面数据采集仪。研究结果表明，该信号处理系统引入的判决误码率与磁光盘原始误码率的下限值相比，还要低３～４个数量级，能够充分满足磁光盘误码率测试的要求。     

基于Chirp-BOK调制的超宽带无线通信系统研究

基于正向和反向线性调频脉冲良好的自相关性以及匹配滤波后尖锐的时域特性，将线性调频脉冲扩频技术用于高速的超宽带无线通信，设计了Chirp-BOK调制的超宽带通信系统。系统可以采用声表面波器件实现，具有低功耗，低成本，低复杂度等特点。通过仿真分析比较了Chirp-BOK UWB和TH-PPM UWB系统的可靠性，仿真结果说明：在AWGN信道下，Chirp-BOK UWB系统与TH-PPM UWB系统有着相同的可靠性；在IEEE 802．15SG3a建议的CM1、CM3信道模型下，采用Rake接收的Chirp-BOK UWB系统具有良好的抗多径衰落能力，但符号间干扰影响较大。     

一种新的超宽带脉冲设计方法与性能分析

讨论了基于粒子群算法设计的超宽带脉冲,对设计脉冲的UWB系统性能进行了分析.依据FCC辐射掩蔽,对一组正弦高斯函数进行加权组合,通过粒子群优化算法选取组合系数得到新脉冲,对采用设计脉冲的系统性能分别从单链路误码率、多址性能、链路预算3个方面进行仿真比较.结果表明:与Schlotz脉冲、随机组合脉冲相比,基于粒子群算法设计的脉冲具有更好的误码性能和传输性能.     

新颖的平均传输参考型超宽带相关接收机的研究

基于超宽带（UWB）通信在多个比特数据传输中信道基本不变的特点，提出一种平均传输参考型UWB相关接收机．发送端的每一帧数据由头部几个参考信号和多个调制数据信号组成，接收机采用这几个参考信号接收波形的累加平均作为相关模板来解调随后的数据信号，由于提高了相关模板的信噪比，从而改善了接收机的误码率性能，同时结构较为简单，便于实现．理论分析和IEEE多径信道模型的仿真表明：该接收机的比特误码率明显优于传统自相关接收机，在10^-2误码率时约有2dB的信噪比增益．     

AWGN信道中UWB-PAM的性能分析及仿真

超宽带UWB传输技术以其低功耗、高速率、低检测率和低截获率等特点而在近年受到广泛重视，通过对AWGN信道中利用PAM完成UWB端到端通信的误码率公式及其理论曲线分析，得出最佳非双极性PAM脉冲信号的条件。推断出利用UWB—PAM完成端到端通信的理论误码率趋向，并通过仿真验证了理论推导和推断的正确性。     

新型MU-FM-DCSK保密通信系统

针对差分混沌键控系统传输率低、保密性不强等缺陷,提出了一种新型MU-FM-DCSK保密通信系统.该方案中,多个用户发送的信息信号分别乘以不同的调整参数后再由调频混沌信号调制.接收端使用相关解调,通过判决相关器输出的不同电平,解调出每个用户发送的信息信号,系统保密性得到明显增强,传输率大大提升.分析及仿真结果表明,系统的误码率在信噪比增加到一定程度时,明显低于现有的多用户混沌键控保密通信系统.     

CPPM-UWB系统Rake接收机性能分析

针对传统CPPM-UWB系统中混沌序列可能丧失混沌特性的弊端,设计一种改进的混沌脉冲位置调制信号结构.基于无码间干扰的超宽带系统,分析了改进的混沌脉冲位置调制信号在IEEE UWB室内多径信道模型下的接收机性能,在室内多径环境下对不同Rake接收机的误码率进行了仿真.计算机仿真表明,比特的脉冲数量、接收机与发射机的距离、脉冲的重复周期的选取对系统的性能影响较大.在室内多径环境中,CM1信道下的Rake接收机性能最好,理想Rake接收机性能最优,但其系统也最复杂.SRake接收机的性能优于PRake接收机,但SRake接收机的复杂性高于PRake接收机.SRake和PRake接收机的性能随着叉指数目(即接收机分辨出的多径分量数目)的增加有明显改善.