几种跳频码的混沌动力学特性及预测分析

利用动力系统方法研究了几种跳频码(m序列，RS序列，非线性序列及混沌序列)的动力学特性(相关维数与最大李雅普诺夫指数)，结果表明了跳频码表现出混沌的特征。最后根据遗传算法确定前馈神经网络的结构，并利用该神经网络模型对这几种序列做了预测分析。实验结果表明，该模型能成功地预测跳频码，因而可对跳频通信进行有效的干扰。     

时空混沌跳扩信号发生器

基于时空混沌提出了一种新的跳扩信号发生器,通过时空混沌,不仅能增强系统的保密性,同时又能产生实时的直扩PN序列和跳频图案序列,而且PN序列和跳频序列的周期易于控制,可以任意加长.分析了所产生的时空混沌跳扩信号的性能,仿真结果表明,直扩PN序列和跳频图案序列都具有理想的平衡和相关特性.     

二维时频低碰撞区跳频序列集的构造

基于低碰撞区跳频序列的准同步跳频通信系统在低碰撞区内具有低的多址干扰。将已有的一维跳频序列低碰撞区扩展到时频二维,给出了两种构造二维时频低碰撞区跳频序列集的方法。构造法分别基于Welch Costas阵列和Golomb Costas阵列,通过序列循环移位的方法分别得到一类二维时频低碰撞区跳频序列集。新的序列集满足跳频序列的二维周期汉明自相关函数和互相关函数构成的理论界,同时在二维时频低碰撞区内具有最优的自相关特性和互相关特性。     

跳频序列偶相关函数及其理论界研究

在通信系统的接收端采用与发送端不同的跳频序列,用户的地址码就是这两个序列组成的序列偶。在以跳频序列偶为地址码的跳频通信系统中,跳频序列偶的自相关函数和互相关函数满足的理论界是判断跳频序列偶和跳频序列偶集好坏的标准。提出了跳频序列偶和跳频序列偶的汉明相关函数的概念,给出了由跳频序列偶的汉明相关值、频隙个数、序列的长度、序列偶的个数构成的理论界。     

无碰撞区跳频序列集的构造

无碰撞区跳频序列集能够有效减轻通信中的多径干扰,在准同步跳频通信系统中具有广阔的应用前景。提出了两种新的无碰撞区跳频序列集构造的方法,在这种构造方法中,序列的个数和无碰撞区的长度是可以灵活变动的。由这两种方法构造的无碰撞区跳频序列集的频隙个数、序列长度、序列个数、无碰撞区长度、汉明相关值等参数均达到了理论界,是最优的无碰撞区跳频序列集。     

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。     

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。     

时频二维低/无碰撞区跳频序列集构造

在通信系统中,跳频信号不仅会出现时延,还会存在频移。研究具有时频二维低/无碰撞区的跳频序列的构造。证明了Reed-Solomon(RS)码的时频二维周期汉明自相关函数的上界;提出了两种构造方法。第一种方法是基于RS码来构造时频二维周期低碰撞区跳频序列集。第二种方法利用矩阵来构造时频二维非周期无碰撞区跳频序列集。丰富了时频二维低/无碰撞区跳频序列的理论研究成果。     

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.     

两类跳频序列集时频二维汉明相关性的分析

多普勒频移对现代扩频通信系统性能有着重要影响,设计跳频序列时需考虑具有时延和多普勒频移情形下序列的相关性。研究了跳频序列集时频最大周期汉明相关值的理论界,计算了Cai跳频序列集的时频二维周期汉明相关值,用该理论界检验了这类跳频序列集的二维周期汉明相关值,并进一步得到了部分达到最优的跳频序列;最后对多项式同余跳频序列集的二维周期汉明相关值进行了分析。     

基于缓解共址干扰的低碰撞区系列构造和分析

针对跳频码分(FH-CDMA)组网通信中所面临的频率碰撞问题,论述了跳频组网方式与汉明相关的关系,提出了一种利用低碰撞区(few-hit zone,FHZ)系列来缓解共址干扰的方法,低碰撞区对FHZ码的构造方法进行了分析.结果表明,在准同步的条件下,利用该方法所构造的系列具有较好的性能,与零碰撞区(no-hit zone,NHZ)序列相比能提供更多的用户地址码,可有效地减小跳频码分组网系统的共址干扰.     

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.     

应用Safer+算法的蓝牙WPAN网络数据传输性能仿真

WPAN(无线个人区域网)中蓝牙微微网间的同频碰撞是影响网络数据吞吐量的主要因素。建立WPAN网络模型,分析了WPAN网络的数据传输性能与组成网络的蓝牙微微网数量以及蓝牙跳频序列性能三者之间的关系,推导了三者之间的关系式,采用Safer+算法生成跳频选择序列代替原有跳频算法,改善WPAN网络数据传输,并进行了计算机仿真。使用SOC平台和CSR公司的Bluecore4蓝牙模块组建测试WPAN进行实测,证明了仿真的正确性。     

一种用于混沌通信的跳频频率合成器设计

现代宽带、多用户通信系统使用了跳频技术提高系统处理增益及抗干扰能力。提出了一种用于混沌保密无线通信系统中的跳频频率合成器设计方法 ,以直接数字式频率合成为核心 ,结合锁相环构成微波快跳频频率合成器。分析了设计方案及理论基础 ,直接数字式频率民器在实际应用中的特性及设计考虑。结果表明 ,以DDS为核心结合PLL的跳频频率合成器 ,可以解决PLL的高鉴相频率与高频率分辨率的矛盾 ,同时扩展了DDS的输出带宽及提高了输出频率 ,对DDS产生的杂散信号有一定的抑制作用     

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。     

基于BSS的跳频通信抗部分频带噪声阻塞干扰方法

根据跳频信号与部分频带噪声阻塞干扰信号的近似统计独立性,提出一种基于盲源分离的跳频通信对抗部分频带噪声阻塞干扰方法。所提方法利用分离信号的二阶或高阶统计量构建目标函数引导分离矩阵迭代,实现跳频信号与部分频带噪声阻塞干扰信号的有效分离,从而提高跳频通信的抗干扰能力。仿真结果表明,所提方法可明显改善跳频通信在部分频带噪声阻塞干扰下的误码率性能,而且分离算法的处理时延很小,有望满足跳频通信的实际需求。     

混沌序列OFDM系统同步方法及性能比较

提出了Logstic的一种利用改进映射产生的混沌序列进行OFDM系统时间同步和频率同步的方法,并与用训练序列在Rayleigh衰落信道下进行的同步作了性能比较。仿真表明,在进行OFDM系统同步时,采用混沌序列或训练序列具有近似的同步性能。理论分析表明:混沌序列具有低截获率、长度任意、数量多、相关性优良等优势。对于混沌序列在无线OFDM移动通信系统中的应用具有重要意义。     

水下跳频通信系统的建模与仿真

水声信道是较为复杂的数据通信信道,为了满足水下安全可靠通信和组网的要求,提出了一种基于跳频技术的水下通信系统方案,建立了系统仿真模型和多径Rayleigh衰落水声信道模型。方案中采用了FH/MFSK调制技术,自适应跳频序列控制,信道纠错编码分别采用RS,卷积码,接收机采用空间分集,跳频序列控制的可控滤波器组以及基于周期图谱分析解码,并通过仿真研究比较了这些技术在水下多径信道中对系统性能的影响。结果表明采用该模型的通信系统水下跳频系统的具有很强稳健性,可以在低信噪比下具有良好的误码率性能。