基于混沌Hamilton振子的QAM接收机设计与实现研究

摘要

混沌现象具有对初值敏感和长期不可预测的特性，可以为通信系统提供保密性以及改进通信系统性能，因此受到人们的广泛关注和深入研究。
　　本文引入时空混沌Hamilton振子，该振子具有呈平面多吸引子分布，且吸引子之间的轨迹互不干扰。为实现基于混沌Hamilton振子的多进制数字通信，引用付永庆等人提出的区域分割思想，根据初值映射方法，本文提出了多进制数字信息的混沌调制系统和解调系统的理论模型。设计了混沌Hamilton振子QAM接收机，并为验证该接收机的性能设计了QAM发射机。整个混沌Hamilton振子通信系统主要由基带调制、射频调制、天线、射频解调、区域分割解调等单元组成。硬件采用FPGA开发平台完成调制、解调算法，软件采用Verilog语言进行编程。
　　本文利用FPGA开发平台，采用DDS技术，将多进制信息嵌入Hamilton振子，进行基带信号调制，选择合适的射频工作模式进行发射，完成发射机的设计。采用射频解调芯片，完成信号的接收和载波同步工作，得到了Hamilton振子的相轨迹模拟基带信号。根据区域分割解调思想，完成基于FPGA的区域分割解调器的算法实现，该方法将二维平面轨迹变量转换成一维变量，不仅可以进行实时解调，而且硬件实现简单，无需混沌同步。最后完成基于混沌的Hamilton振子的发射机和接收机系统硬件设计，并对设计的结果、性能进行验证。

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第1章 绪论

1.1 混沌的基本理论概述

1.2 国内外研究现状与意义

1.3 本文的主要工作和结构安排

第2章 混沌Hamilton振子基本理论

2.1 混沌通信的基本理论

2.2 混沌Hamilton振子数学模型

2.3 时空混沌Hamilton振子特性

2.4 混沌Hamilton振子初值映射调制思想

2.5 Hamilton振子多进制调制模块算法实现

2.6 本章小结

第3章 混沌Hamilton振子基带信号调制模块设计

3.1 基于混沌Hamilton振子的通信系统理论模型构建

3.2 Hamilton振子四进制基带信源模块设计

3.3 Hamilton振子四进制数字基带信号映射模块设计

3.4 数字基带调制模块的FPGA整体结构设计

3.5 混沌Hamilton振子基带调制硬件电路的实现

3.6 本章小结

第4章 混沌Hamilton振子发射机射频调制模块设计

4.1 基于QAM的射频方案设计

4.2 射频中心频率的选择

4.3 基于安捷伦信号源的射频发射单元模块设计

4.4 基于ADRF6755芯片的射频发射模块设计

4.4.3 ADRF6755工作架构和调试结果

4.5 本章小结

第5章 混沌Hamilton振子接收机的设计与性能分析

5.1 混沌Hamilton振子接收机射频解调模块单元设计

5.2 基带信号采集电路的设计

5.3 基带信号解调器的设计

5.4 混沌Hamilton振子接收机的整体硬件设计

5.5 混沌Hamilton振子发射机、接收机的整体联调和结果验证

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢