脉间Costas跳频脉内多载波混沌相位编码雷达信号设计与分析

该文在步进频信号的基础上,把基于混沌调制的多载波相位编码(Multi-Carrier Phase Coded,MCPC)信号作为子脉冲,用Costas跳频代替频率的线性步进,设计出脉间Costas跳频脉内多载波混沌相位编码(Inter-Pulse Costas frequency hopping and intra-pulse Multi-Carrier Chaotic Phase Coded,IPC-MCCPC)雷达信号,并对其模糊函数及自相关性能进行了研究。仿真分析表明,该文设计的信号继承了步进频信号用较小的瞬时带宽合成较大的工作带宽的优点,同时有效克服了步进频信号存在的距离-速度耦合的缺点。脉内多载波特性使得这种信号在保持总带宽和步进频信号相等的条件下减少跳频阶数,从而提高信号处理的数据率;混沌调相的引入使得这种信号具有更强的保密性;脉间频率的随机跳变使其模糊函数具有更低的周期性旁瓣。这种信号众多的参数、灵活的结构及较大的调制复杂度,增加了侦察接收机匹配和识别的难度,从而提高雷达的反截获性能。

一种FM-QCSK混沌数字通信系统及其性能分析

在调频-四相混沌键控(FM-QCSK)混沌数字通信系统中,对时域连续混沌信号进行频率调制,使单位码元具有近似相等的比特能量;针对混沌样值函数构造一组正交基,采用频域或时域方法得到混沌载波的正交信号,接收时直接将参考信号及其正交信号分两路与载信信号进行相关处理,不需FM解调,这就使单位码元符号所表示的信息增加了一倍.计算机仿真结果表明,在AWGN信道下,FM-QCSK的误码率性能接近于FM-DCSK;在多径信道下,FM-QCSK方法在BER为10-4时,Eb/N0控制在20 dB,其性能好于传统的周期性载波调制系统.

反同步混沌系统群与大规模、多变量系统安全通信研究

通过构建混沌系统在相空间内关于点群对称的混沌系统群模型,并对该混沌系统群的反同步问题进行了研究,提出了一种混沌系统群反同步控制器,实现了混沌系统群的反同步。通过实验观察,混沌系统关于点对称变换后的子系统与原系统在相空间内位置发生变化,相空间动力轨迹、空间拓扑等原系统呈现对称结构。利用上述研究结论,提出了一种反同步混沌系统群的载波通信方法,解决了具有分布式、规模大、接入信号多、并行传输等特征的现代复杂通信系统的日益迫切的通信安全问题,并以永磁同步电机混沌模型,进行了仿真和验证。仿真结果表明,所提方法具有良好的应用前景,适用于现代通信系统。

一种简化换流的双级矩阵变换器混沌载波频率调制技术

针对恒定载波频率调制的双级矩阵变换器(TSMC)输出电压含有高峰值离散谐波,产生电磁干扰的问题,本文首次将混沌载波频率调制技术(CCFMT)应用于TSMC来扩展谐波边带,降低谐波峰值。分析了CCFMT调制前后输出电压频谱和输入输出电流纹波的变化。但是,CCFMT会增加TSMC产生窄脉冲的几率,增加换流难度。为此,本文使用整流级含有零矢量的调制方式,延长了整流级零电流换流时间,并且适当选择调制波和载波形状,简化了换流过程。建立TSMC实验平台,表明本文提出的调制技术能够有效地降低输出电压谐波峰值。

MIMO多径衰落信道下的多载波混沌键控混沌通信

为提高差分混沌键控的传输效率及其在衰落信道下的传输性能,提出了多载波混沌键控及类差分混沌键控检测方法,发射端每隔M个OFDM符号间隔插入由混沌参考信号构成的"导频",在此间隔内其他M-1个OFDM符号即以此混沌参考信号生成的混沌键控信号,接收端提取"导频"并将之与其他OFDM符号进行相关积分,恢复出M-1比特信息。进一步给出了MIMO多径衰落信道下的多载波混沌键控分集发射与接收方法,发射端采用不同混沌信号以获得一定的发射分集增益,接收端不需要任何信道先验信息,对各天线的相关积分输出进行等增益合并,可获得空间分集增益和频域分集增益。性能分析和计算机仿真表明,在"导频"插入间隔大于2的情况下,多载波混沌键控的功率效率大于差分混沌键控,且传输性能优于差分混沌键控。

混沌子载波调制的无人机安全数据链路

电子与通信等技术的快速发展使得以此为技术支撑的无人机得到了学术界与工业界的广泛关注。为了适应日益复杂的任务和应用领域,无人机安全数据链路成为推进无人机发展的重要因素。围绕无人机数据链路的安全问题,文中首先讨论了正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术的高频谱利用率、抗多径衰落能力等一系列优点,并阐述了其在无人机数据链路中的应用;然后,结合混沌系统具有的长期不可预测特性,提出了一种混沌子载波调制(Chaotic Sub-Carrier Modulation,CSCM)方案,其利用量化分组的混沌序列完成对数据的混沌串并转换及混沌扰乱过程,进而实现无人机数据的加密传输和数据来源可靠性的判断;最后,采用MATLAB对所提方案进行仿真,验证了该方案的可行性和有效性。

基于幂函数载波的混沌优化方法及其应用

在对Log istic映射轨道概率密度深入分析的基础上,提出了基于幂函数载波的混沌优化方法,分析了幂函数载波对混沌轨道概率密度、遍历性的影响.复杂函数优化的仿真结果表明,幂函数载波方式能更为有效地发挥混沌优化的全局和局部搜索能力,证实了幂函数载波混沌优化方法的有效性.

载波混沌Newton法在并联机构位置正解中的应用

针对Logistic混沌序列在(0,1)区间内的概率分布不均匀的特点,提出了基于幂函数的Logistic自适应载波混沌映射。新映射的概率分布较均匀,具有良好的遍历性。提出了基于Logistic自适应载波混沌映射的Newton迭代算法,即应用Newton迭代法求解非线性方程组时,以具有良好遍历性的Logistic载波混沌序列作为初始点。新方法可快速求出非线性方程组的多数(甚至全部)解,且计算过程简洁、效率高。根据杆长约束条件,建立了求6-DOF对称结构6-RUS并联机器人机构位置正解的非线性方程组,并应用新方法求解该方程组。数值实例表明,新方法可快速求出并联机构的全部位置正解,且应用位置反解验证了位置正解方法的正确性。

基于改进混沌遗传算法的无人机航迹规划

如何快速地规划出满足约束条件的飞行航迹,是实现无人机自主规划的关键。提出了一种基于混沌遗传算法的航迹规划方法,该方法首先由Voronoi图生成初始航迹,然后采用混沌遗传算法在生成的航迹空间中寻优。主要对近年来出现的混沌遗传算法进行了改进以使其更具智能化。该方法采用幂函数载波代替传统混沌优化算法中的线性载波;为进一步提高混沌映射迭代序列的均匀性,提出了确定区间的随机幂指数概念并将其应用到混沌遗传算法中。仿真结果表明,该方法可以提高混沌遗传算法收敛的精确性。

基于混沌扩频CDMA的伽利略卫星定位系统BOC调制技术

为提高伽利略系统的性能,结合二进制偏置载波(Binary Offset Carrier,BOC)调制的频谱分裂特性,利用混沌扩频CDMA技术的随机性和正交性特点,将混沌扩频CDMA技术综合应用于伽利略系统.仿真对比使用BOC调制和混沌扩频CDMA技术前后系统的性能,结果显示混沌的随机性和正交性对伽利略系统的应用非常有利,BOC调制和混沌扩频CDMA技术在伽利略系统中的应用具有可行性和实用意义.

降噪改进型多载波CDSK混沌通信系统

由于传统相关延迟移位键控(correlation delay shift keying,CDSK)系统误码率(bit error rate,BER)较高,提出一种降噪改进型多载波CDSK(noise reduction improved multi-carrier CDSK,NR-I-MC-CDSK)混沌通信系统。在发送端,利用编辑器对混沌信号发生器进行改进,使得每一路信息信号在一帧内可以传输2 bit,并结合多载波技术,每个复帧可传输2N bit。在接收端,采用滤波器降噪的方法来减少判决变量中干扰项的方差,之后通过过零解调出对应的信息比特。利用两种不同的信道模型,对系统在理想信道情况以及实际信道情况下的信号传输过程进行了研究,并推导了系统在不同信道条件下的BER公式,最后对系统进行了仿真与性能分析,结果显示所提出的混沌通信系统在BER和数据传输速率方面具有较好的性能。

基于多种群协作混沌智能算法的舰载机出动调度

为了提高舰载机的出动效率,有必要对舰载机出动调度问题进行研究,为此提出了利用多种群协作混沌智能算法求解舰载机出动调度问题。首先对舰载机出动调度问题进行数学建模,将其转换为带有约束条件的多目标函数求最优解的问题;其次建立舰载机出动调度所需基础模型,以库兹涅佐夫号航母某一典型的出动任务为例,分别利用以融合多种群和混沌局部搜索后所改进的粒子群算法(HPSO)及普通粒子群算法(PSO)为核心的方法对该调度问题进行求解;最后进行了仿真实验,结果表明,HPSO算法在收敛性、平稳性及所求解结果质量等方面都优于PSO,其求解时间和所求解结果也基本满足实际使用的需要。因此,可以利用HPSO算法对舰载机出动调度问题进行求解。

高安全低成本保密电话设计与实现

针对基于传统的密码算法保密电话数据加密存在的缺陷,提出一种基于成对载波和混沌加密技术的保密电话解决方案。该方案用成对载波和回波抵消的体制保证语音信号的安全,用密码的方法保证整个数字传输通信系统的安全性,因此,电话系统保密性更高,实用性更强。

混沌搜索策略的改进人工蜂群算法

针对人工蜂群算法的蜂群缺乏多样性、全局和局部搜索能力差及收敛速度较慢,提出一种基于混沌搜索策略的改进人工蜂群算法。该算法通过载波映射,由混沌-决策变量的变换,产生新的邻域点,为采蜜蜂和被招募的观察蜂提供了更广阔的搜索空间和更优质的位置蜜源,增强蜂群多样性;同时,引进侦查蜂局部蜜源搜索较好地解决了算法易陷入局部极小的问题,改善了人工蜂群算法的收敛性能。最后由6个标准测试函数的仿真验证,得到基于混沌搜索策略的人工蜂群算法性能明显优于标准人工蜂群算法。

基于音频载体的特定信息隐藏算法研究

无线通信技术的飞速发展推动移动终端间的数据业务日益增多,如何解决数据的传输安全显得尤其重要。为解决数据传输的安全问题,提出一种基于音频载体的特定信息隐藏算法。首先对特定信息进行随机密钥混沌加密和CRC编码处理来提高传输的安全性,之后对音频载体进行离散小波变换,取低频分量进行特定的分段处理,然后对每段数据进行SVD分解得到奇异值,对所有奇异值进行大小排序,将加密后的特定信息通过奇偶量化方法嵌入到较大的奇异值中。通信接收方收到音频数据后,通过对音频数据进行离散小波变换与SVD分解提取出嵌入的信息,之后进行CRC解码校验和混沌解密即可得到特定信息。实验结果验证了该隐藏算法在嵌入信息后具有不错的透明性,并且可以较好地抵抗常规攻击。

混沌序列的多载波相位编码雷达信号

多载波相位编码雷达信号(Multi-carrier Phase Coded,MCPC)利用正交频分复用的体制,同时发射多个载波,拥有大时带宽积,良好的频谱利用率及高的距离分辨率。但在相位条目的选择上受到限制。文章利用混沌序列良好的非周期性、相关性、初值敏感性以及数量大的特点,提出了一种基于Logistic序列的MCPC信号。仿真结果表明,基于混沌序列的MCPC信号可以有效改善模糊函数图,扩大相位可选择空间,进一步加强保密性。

混沌载波通信与传统数字通信的比较

混沌载波通信是混沌通信领域最具代表性的一个研究方向。它用混沌信号作为通信的载波,与用正弦波作载波的传统数字通信直接对应。由于混沌信号与正弦信号等传统的确定性周期信号具有完全不同的特性,它具有较宽的连续频谱,且表现类δ函数的相关特性,因此用混沌信号作通信的载波,也使得整个通信系统具有崭新的特点。本文通过仿真实验对两种典型的混沌载波通信系统DCSK和FM-DC-SK,分别与传统数字通信系统在加性高斯白噪声信道和频率非选择性慢衰落信道下进行性能比较。比较的结果表明混沌载波通信系统在高斯信道下的噪声性能远远差于传统数字通信系统,而在频率非选择性慢衰落信道中则表现出极大的优势。最后,通过仿真实验验证了最优接收机对DCSK性能的改善,表明混沌载波通信的性能仍然具有提高的潜质。

基于混沌PWM的SRM谐波频谱展开研究

开关磁阻电动机(SRM)固有的开关特性使得SRM在运行时会产生大量的电压谐波,而电压谐波会导致SRM的机械振动和噪声问题,阻碍了SRM进一步的应用。为了减小电压谐波的影响,将混沌PWM技术应用于SRM电压谐波频谱的展开。电压谐波频谱的展开可以将谐波分布在较宽的频率范围之内,从而可以降低局部谐波的幅值。通过MATLAB/Simulink仿真和谐波展开因子(HSF),总谐波失真(THD)的计算,验证了混沌PWM能够提高SRM的谐波频谱展开能力,它对于降低SRM的噪声和振动是非常有利的。

双选信道下一种基于混沌交织的FBMC系统

高速移动环境下,无线信道具有时频双选性衰落的特性,使得滤波器组多载波(Filter Bank Multi-carrier,FBMC)系统产生长突发差错。将一种基于Baker映射的混沌交织算法应用在滤波器组多载波系统中,根据混沌密钥对发送数据进行分块和重新排列,按照Baker映射规则完成数据交织。此方法可以将长突发差错变为单突发差错,结合卷积编码能有效地纠正双选信道产生的长突发差错。仿真结果表明,在双选择信道中,基于混沌交织的滤波器组多载波系统误比特率性能优于传统基于块交织的滤波器组多载波系统。

单跨光纤长距离混沌激光保真传输实验研究

混沌激光在载波通信、密钥分发等信息安全传输领域具有巨大的应用潜力,但放大器自发辐射噪声、光纤色散以及非线性效应会降低混沌信号的保真度,进而限制单跨光纤混沌同步的距离。本文通过研究滤波器线宽、光纤色散补偿偏差以及混沌入纤功率对混沌激光传输保真度的影响,探明了单跨光纤混沌同步的极限距离,并在实验中实现了200 km单跨光纤中保真度为0.9214的混沌信号传输。以此信号为驱动,获得了同步系数为0.9043的共驱混沌同步,为长距离混沌载波通信与密钥分发的实现提供了基础。