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.     

一种改进的混合差分混沌键控及性能分析

将基于回归映射的非相干解调的混沌键控(CSK)与现有的差分混沌键控(DCSK)相结合，提出一种改进的基于回归映射的H-DCSK通信方案．理论分析和仿真结果表明，在占用带宽相同的条件下，H-DCSK比现有DCSK提高1倍码元速率，误码率性能比非相干解调CSK有很大提高，且具有在保密通信领域应用的可能．     

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.     

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。     

差分混沌键控和混沌相位调制相结合的通信系统

在差分混沌键控和混沌相位调制的基础上,提出一种新的混沌通信系统,并给出了调制解调框图.除了具有混沌调制系统原有的宽带特性之外,最主要的特点是使单位码元符号包含的信息比特提高为1+log2M,从而能提供更快的传输速率.并在高斯信道中进行了计算机数值仿真,结果表明其误码率性能还优于差分混沌键控.     

短参考载波索引差分混沌移位键控通信方案

为提高载波索引差分混沌移位键控通信系统的能量效率,文中提出一种短参考载波索引差分混沌移位键控通信方案.该方案使用短参考信号,采取序列复制和信号分段平均的方式,在提升系统能量效率的同时可以有效地降低信息信号中的噪声.采用高斯近似法推导新系统在不同信道条件下的比特误码率表达式,并通过仿真验证理论分析的准确性.     

一种新型混沌键控调制方案——CD-FM-CDSK

针对现有的相关延迟键控(CDSK)混沌键控通信系统存在的比特能量不恒定、信息传输率低和保密性不强问题,提出了一种新型的混沌键控调制方案——CD-FM-CDSK(相关延迟-调频相关延迟键控)。该方案在原有CDSK系统基础上加入了混沌信号FM调制、数字序列串并转换技术。经仿真对比分析,该系统具有更加良好的性能,它兼有CDSK保密性强和FMCDSK误码率低且传输速率高的优点,为混沌保密通信应用于高速信息传输通信提供了光明前景。     

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.     

正交多用户降噪差分混沌键控通信系统

针对差分混沌移位键控(DCSK)系统传输速率低和误码性能差的缺点,提出一种正交多用户降噪差分混沌键控(OMU-NRDCSK)通信系统。在发送端的参考时隙之后增加了连续的N个信息时隙,并引入希尔伯特变换使得单个信息时隙内可传输2bit用户信息,利用希尔伯特变换优良的正交特性可消除用户间干扰,从而提升系统的传输速率和误码性能。在接收端,引入滑动平均滤波器对接收信号进行平均操作,降低了噪声方差,从而提升了系统误码性能。推导了OMUNRDCSK系统在加性高斯白噪声(AWGN)信道和多径瑞利衰落(RFC)信道下的比特误码率公式并进行了仿真实验。仿真结果表明:在相同条件下,与多用户正交差分混沌键控系统相比,OMUNRDCSK系统的传输速率提升了约50%,误码性能提升了将近3dB。     

无信号间干扰的多载波降噪差分混沌移位键控方案

针对传统多载波混沌键控系统中传输速率低、误码性能差的问题,提出一种无信号间干扰的多载波降噪差分混沌移位键控(NISI-MC-NRDCSK)方案。通过设计的正交混沌信号发生器得到两路时域正交的混沌载波信号,从而实现无信号间干扰的目的;同时,引入多个预定义的子载波和正交调制技术进一步提高系统的传输速率;接收端利用滑动平均滤波器对接收信号进行平均降噪,可改善系统的误码性能。推导了AWGN信道和多径瑞利衰落信道下的理论BER公式并进行了蒙特卡洛仿真实验,研究结果显示：仿真结果与理论分析基本一致,且系统有较强的抗噪声性能和抗多径干扰能力;相比于传统多载波差分混沌移位键控(MC-DCSK)系统,相同载波数下文中所提NISI-MC-NRDCSK系统的传输速率提高了4倍,相同误码性能下的信噪比可提升近3 dB。     

四进制差分偏振移位键控通信

提出一种在电域进行四进制差分编码的偏振移位键控通信系统,可克服单模光纤中光偏振态随机扰动对接收效果的影响.在光发射机中,通过差分编码使前后两个符号周期偏振状态差异与差分编码器的输入之间建立对应关系.在接收端,提取前后两个符号周期内光的斯托克斯矢量并将二者点乘,就能提取两个符号周期内偏振状态的差异,恢复发送序列.即使在不用动态偏振控制器情况下,点乘运算也能有效消除光偏振状态的随机扰动对系统性能的影响.     

局部线性投射算法在混沌键控系统中进行噪声去除的应用

利用局部线性投射算法（LLPA）不需要预知混沌信号动态特性的特点，将其应用于混沌键控系统（CSK）进行接收端的噪声去除，计算机仿真结果表明，该算法能明显提高CSK系统的噪声性能，证实了LLPA算法的实效性，扩大了去噪技术在混沌通信系统中应用范围。     

基于被动时间反转的差分循环移位扩频水声通信

针对在时变的水声信道中系统的精确同步十分困难,而传统循环移位扩频系统在没有精确同步的条件下,很难准确判决的问题,提出一种差分循环移位扩频水声通信方法.该方法采用差分方式调制,能够在系统粗同步的条件下准确解调信息;在接收端采用被动时间反转方法解调,抑制多径效应产生的影响,并降低系统的复杂度.湖上试验结果表明:所提方法在1.8km的通信距离下实现无误传输;对试验数据附加噪声和同步误差处理后,在信噪比为-8dB、同步误差为5/4移位单元情况下的误码率达到10-5.     

多径信道下非相干FM-DCSK系统的性能分析

采用高斯近似的方法对非相干调频-差分混沌键控(FM-DCSK)调制系统进行了深入研究，论证了多径信道下该系统对多径干扰的抑制特性。论证结果表明，FM-DCSK系统对于延迟小于码元周期一半的多径干扰能很好的抑制，并推导了多径延迟小于码元周期一半的多径信道下该系统接收端的误码率公式。计算机仿真实验结果验证了该系统高斯近似的理论分析性能与仿真性能的一致性，并验证了多径延迟小于码元周期一半的情况下该系统能获得优越的误码性能。     

不同混沌调制方式在基于超宽带系统的体内信道下的性能表现

混沌调制（differential chaos shift keying,DCSK）技术应用于超宽带（ultra wideband,UWB）短距离传输系统具有潜在的优势。提出了分别基于多元 DCSK（M-ary DCSK,M-DCSK）、调频 DCSK（frequency modulation-DCSK, FM-DCSK）和 QCS-DCSK（quadrature code shifted-DCSK）的超宽带无线体内传输系统,分析了提出的基于最新几种混沌调制的超宽带体内传输系统的 BER（bit error ratio）性能,对影响基于混沌调制的超宽带体内传输系统性能的参数积分时间和保护间隔做了理论研究和仿真分析。通过设置不同的扩频因子,在体内信道下 QCS-DCSK 相比 M-DCSK 及 FM-DCSK 能够确保更好的传输质量,且功率损耗更低。在给定扩频因子β和信号持续时间 Tc 时,存在能使 QCS-DCSK 系统性能达到最优的保护间隔。在设定扩频因子β、信号持续时间 Tc 和保护间隔 Tg 时,存在能够使FM-DCSK 系统性能达到最优的积分间隔。     

全数字正交相移键控解调器设计

作为数字卫星视频广播（DVB-S）接收芯片的核心组件,给出了一种全数字正交相移键控（QPSK）接收解调器的设计,该解调器由载波频率恢复、载波相位恢复、符号同步3个环路为主要部分构成,具有良好的抗噪声性能、较低的系统差损和适中的算法复杂度,介绍了3个环路的具体设计,并给出了优化的环路参数和仿真结果,最后给出了FPGA实现的结果。