基于FM-DCSK的混沌通信体制研究

摘要

随着科技的日新月异和飞速发展，无线通信和移动通信给人们日常生活带来的便利性，使它受到日益广泛的青睐和应用。然而以无线电磁波为媒介传输信号的通信系统，都不可避免地会遭受到各种衰落，尤其多径衰落的严重损害。传统通信借助于rake接收等补偿技术来对抗信道衰落，它需要对信道环境有一个比较准确的估计，这并不是容易精确做到的。混沌通信，即混沌调制解调(FM-DCSK)，无需知道信道参数，从一个全新的角度，为解决多径衰落问题提供了一种简单易行的思路和方法，受到了业界特别的关注。 混沌通信，不同于传统通信的地方就在于调制方案采用的是混沌调制。而混沌调制和传统调制最大的区别就在于，混沌调制的载波，采用的是非周期的混沌信号，同时接收采用非相干解调，避免了混沌载波的同步问题，使得这一技术具有现实的可能性。混沌信号，是一种对初值敏感的伪随机信号，它有着类似于白噪声那样很宽的频谱。混沌信号还有着良好的自相关性，不同的混沌信号之间的互相关性很低。上述这些特性，不仅使得混沌信号作为载波进行数字调制成为可能，而且使得混沌调制兼有传统扩频与调制综合功能，从而具有潜在的抗多径衰落的能力。关于这一点，对于当今无线和移动通信系统而言，无疑是相当有吸引力的!加之，混沌信号的产生很简单，使得这种新技术易于实现和推广。 本文的工作，集中于目前发现的抗多径衰落和误码性能最好的混沌调制即FM-DCSK上。通过研究、设计与仿真，揭示了该技术的本质和优势。在此基础上，对基于FM-DCSK的混沌扩频通信系统和传统扩频通信系统的性能进行了比较研究，找出了混沌通信较之传统通信的优势和潜力。最后，我们还选取了几种高效纠错码，对该技术与信道编码之间的适配性进行了深入研究，为该技术应用于未来无线和移动通信系统物理层，起到了全面推进作用。

目录

文摘

英文文摘

厦门大学学位论文原创性声明及著作权使用声明

第一章 数字通信理论基础

1.1传统数字通信系统的构成

1.2调制解调的基本原理和方法

1.2.1调制的性能量度

1.2.2调制和解调的基本函数法

1.2.3 CDMA中采用的调制标准

1.3扩频解扩的基本原理和方法

1.3.1什么叫扩频?为什么要扩频?

1.3.2直接扩频原理

1.3.3 CDMA中采用的扩频码标准

第二章 混沌通信理论基础

2.1混沌通信产生的背景

2.2采用混沌技术的数字通信

2.3混沌调制

2.3.1一个基本函数的CSK

2.3.2两个基本函数的CSK

2.3.3差分混沌位移键控DCSK

2.4估算问题

第三章 二元FM-DCSK原理和性能

3.1介绍

3.1.1 FM-DCSK的主要历程

3.1.2 FM-DCSK的发展方向

3.2二元FM-DCSK的基本原理

3.2.1二元FM-DCSK的调制

3.2.2二元FM-DCSK的解调

3.3 二元FM-DCSK的性能仿真实验

3.3.1实验平台和环境介绍

3.3.2实验构思和设计

3.3.3仿真的系统框图

3.3.4低通等效模型

3.3.5实验参数介绍

3.3.6仿真曲线和结论

第四章 多元FM-DCSK(M-ary FM-DCSK)的原理和性能

4.1多元FM-DCSK的基本原理

4.1.1多元FM-DCSK的调制

4.1.2多元FM-DCSK的解调

4.2多元FM-DCSK性能的计算机仿真

4.2.1实验构思和设计

4.2.2仿真的系统框图

4.2.3实验参数

4.2.4仿真曲线和结论

4.2.5 M元FM-DCSK与MPSK的带宽效率的比较

第五章 FM-DCSK与纠错编码的适配性问题

5.1纠错码原理基础

5.1.1香农限

5.1.2卷积码

5.2混沌扩频和传统扩频通信系统性能比较实验

5.2.1实验设计和系统构成

5.2.2仿真参数介绍

5.2.3仿真结果和分析

5.3几种高效纠错编码方案

5.3.1分组码和LDPC码

5.3.2级联码和Turbo、PA、WCC码

5.4 FM-DCSK与高效纠错码之间的适配性实验

5.4.1实验构思与设计及系统框图

5.4.2仿真环境和参数介绍

5.4.3仿真曲线和分析

第六章 结束语

参考文献:

致谢

附录：攻读硕士期间参加的科研项目与发表的学术论文情况