一种时间反转的参考信号调制DCSK通信方案

针对DCSK系统信息传输速率低及安全性差的问题,提出一种时间反转参考信号调制DCSK(TR-RMDCSK)通信系统方案。该方案采用RM调制实现了在一个帧时隙传输两个比特,携带偶数信息比特的混沌信号既是信息信号,也是传输奇数信息比特的参考信号,将参考信号进行时间反转,消除了同一帧时隙信号间的相关性,提升了比特传输速率及信号保密性。推导了高斯信道下的理论误码率,并在高斯信道和莱斯信道下进行了性能仿真分析。结果表明,该方案在不牺牲传输速率的情况下改善了误码性能,提高了系统安全性。

时间反转短参考正交双倍速DCSK调制方案

为解决传统差分混沌移位键控(differential chaotic shift keying,DCSK)通信系统传输数据速率低以及安全性差的问题,提出一种时间反转短参考正交双倍速差分混沌移位键控通信系统(time-reversal short reference orthogonal double speed DCSK,TR-SR-ODBR-DCSK)。该方案利用Walsh函数产生两路正交的混沌信号调制两位数据信息,在同一个时隙内同时传输两个比特信息,信息传输速率提高了一倍,同时提高了通信系统的能量利用率;在此基础上将系统中传输的参考信号进行时间反转,消除同一时隙信号间的相关性,提高系统安全性及信号保密性。利用通用软件无线电外设(universal software radio peripheral,USRP)和LabVIEW仿真软件搭建半实物的仿真平台,仿真结果验证了混沌通信系统的可行性和有效性。

高速置换索引差分混沌移位键控通信系统

为了提高置换索引差分混沌移位键控系统的数据传输速率和能量效率,提出了高速置换索引差分混沌移位键控通信系统。该系统采用置换矩阵索引多元信息,并携带一个调制位。发射端将参考信号复制P次作为信息承载信号,通过希尔伯特变换,每个信息时隙中多传输N个用户的信息,将信号级联到正交频分复用系统进行正交载波调制,大大提高了系统的数据传输速率;同时推导了该系统在高斯白噪声信道和多径瑞利衰落信道下的误码率表达式。理论分析及仿真结果证明,该系统相比其他置换索引类系统具有高速率、低误码率的良好特性,有更好的应用前景。

针对电力线通信信道下脉冲噪声的鲁棒混沌传输系统优化设计综述

随着用户的剧增,现有的无线资源已经难以为继。因此,电力线通信(PLC)的重新启用引起了各大研究单位及工业界的关注。PLC由于信道环境复杂,现有处理方案复杂度及成本较高,因而导致其发展缓慢。其中针对脉冲噪声的研究工作最为广泛,如何在低成本情况下针对脉冲噪声实现数据传输的鲁棒性尤为重要。该文首先介绍PLC环境中几种主流噪声以及分类,而后描述具有低成本低复杂度的差分混沌键控(DCSK)及多元DCSK(MDCSK)调制技术。分别介绍与分析该系统在PLC中的特性,以及针对各种脉冲噪声种类存在的优势以及改进方式。其次该文将介绍一些相关编码调制新方案以便于提高带限环境下的传输质量。结果表明这些优化工作显著地改善了系统性能,针对PLC整体信道特性系统参数的调制及编码调制传输优化方案将成为未来工作的研究热点。

基于混沌的DCSK调制方法及性能分析

针对混沌调制实用化过程中存在的问题,提出产生混沌序列的新颖算法及优选准则。介绍CSK和COOK调制模型及DCSK调制解调模型,对DCSK,CSK和BPSK调制模型的性能进行仿真分析与对比。分析CSK和DCSK信号中半个比特周期(T/2)内所产生的混沌样值个数L对CSK和DCSK性能的影响,并介绍一种新颖的DCSK改进型调制方式。研究结果表明:与CSK相比,DCSK调制对信道畸变不敏感并具有更好的噪声特性,在误码率RBE为10-3数量级时可提高信道噪声约3 d B;在信噪比(Eb/No)不小于12 d B的条件下,DCSK的RBE与CSK的相比小1个数量级以上。

基于STBC技术的DCSK通信系统性能分析

差分混沌相移键控(differential chaos shift keying,DCSK)技术具有较好的抗噪声性能以及较低的检测复杂度,但是其传输速率比较低。为了提高其传输速率,提出了一种基于空时块码(space time block code,STBC)技术的DCSK通信系统。该系统充分利用了不同混沌信号之间具有较好的互相关性的特点,采用解码复杂度低的非相干解调技术,具有良好的抗噪声性能、不需要信道状态信息的优点。推导了在多径瑞利信道中STBCDCSK系统的误码率性能。大量的仿真实验结果表明,提出的STBC-DCSK系统在损失了微小的系统误码率性能的情况下,进一步提高了传输速率。

基于正交混沌载波的多用户DCSK系统性能分析

现有的多用户差分混沌移位键控(multiple-user differential chaos shift keying,MU-DCSK)算法存在用户间干扰、误码性能不理想等问题。为了提高误码性能,提出一种基于正交混沌载波的多用户差分混沌移位键控(MU-DCSK based on orthogonal chaotic carrier,OMU-DCSK)通信系统。该系统通过设计一种正交混沌信号发生器,利用其转换特性和正交特性,有效降低平均比特能量和彻底消除多址干扰。推导出在瑞利信道中的比特误码率公式并进行仿真。理论分析和仿真结果表明,OMU-DCSK在较小牺牲系统复杂性的条件下,有效提高了系统的误码性能。

一种改进型DCSK保密通信系统性能分析

差分混沌键控(DCSK)的输出信号具有固有的抗噪声以及宽频特性,由于其采用非相干解调技术,不必在收发两端建立同步,相比传统通信系统有很多优势。但其传输速率较低、保密性差。针对上述问题,提出一种改进型DCSK保密通信系统。该系统将信息分散于两个正交信道中传输,不仅保证了传输速率而且提高了安全性。理论分析和仿真结果证明,改进型DCSK保密通信系统较原系统性能有极大的提高。

FM-DCSK超宽带系统设计及其多径信道性能分析

针对现有超宽带混沌系统使用的混沌信号频谱不够平坦、不具有恒定比特能量和多址通信困难的问题,提出了频谱平坦、带宽超过1GHz、两级级联的Colpitts振荡超宽带混沌信号产生电路;构建了相应的调频差分混沌键控(FM-DCSK)超宽带系统;并从理论上分析了在多径信道下系统误码率的解析式。结果表明,该系统具有恒定比特能量,不需信道估计,接收端可以有效地获得多径分量能量同时避免码内和码间干扰。系统通过频分方式可以方便实现频分多址通信。

基于Rayleigh衰落信道下MISO-MU-CSDCSK通信系统性能分析

基于传统多用户差分混沌移位键控(multiuser differential chaos shift keying,MU-DCSK)存在码间干扰而导致误码性能较高问题,提出了一种多用户循环移位差分混沌移位键控(multiuser cyclic shift differential chaos shift keying,MU-CSDCSK)通信系统。该系统根据用户数量将参考信号均分为N段并进行循环移位来传输不同用户,并利用Walsh码确保各用户传输信号严格正交。为进一步提高误码率性能,又深入分析了多输入单输出多用户循环移位差分混沌移位键控(multiple input single output-MU-CSDCSK,MISO-MU-CSDCSK)。推导了在Rayleigh衰落信道下的误码率公式并进行仿真。结果表明,该系统能够有效的改善误码性能,具有应用价值。

无信号内干扰的正交多用户降噪DCSK混沌通信系统

为进一步提高正交多用户差分混沌键控(Multiuser Orthogonal Differential Chaos Shift Keying, OMU-DCSK)系统的传输速率和误码率性能,提出一种无信号内干扰的正交多用户降噪差分混沌键控通信系统。在发送端采用一种新型的移位正交混沌信号发生器用以产生四路正交的混沌信号,在一个时隙内用这四路正交的混沌信号分别乘Walsh码用以发送4N个用户的信息比特。同时在发送端将信号复制P次之后,在接收端引入滑动平均滤波器对接收信号进行平均,从而降低噪声的方差,使得系统的误码率性能得到了进一步的提升。推导了该系统在多径瑞利衰落信道以及加性高斯白噪声信道下的误码率公式,并进行了仿真实验,与理论推导值对比。仿真结果表明,该系统的误码率性能以及传输速率有了较为明显的提升,有极大的理论与应用价值。

DCSK的反相叠加相关解调方案

基于DCSK的类重传特点提出了反相叠加相关解调方案。第一种方案将同一码元前后半段的信号反相叠加后与前半个码元信号进行相关运算,其结果作为判决量;第二种方案将第一种解调方案的判决量与前后半个码元信号直接相关运算的结果进行反相叠加后再作为判决量。只要同一码元的前后半段内的噪声具有正相关性,与将前后半个码元信号直接相关运算的结果作为判决量的现有解调方案相比,所提方案均可有效抑制噪声的影响。而第二种方案在噪声相关系数小于0.5的条件下进一步提高了系统的噪声容限。

基于Logistic映射的DCSK混沌通信系统的仿真实现

扩频序列的选择涉及扩频通信的性能,对移动通信和个人便携通信的发展均将产生重要影响。文章利用Matlab对零均值Logistic映射的混沌序列进行仿真,分析了该序列不同于其他扩频码的特点及优势,验证了将其作为扩频序列的可行性。在此基础上,对基于该序列的混沌通信系统———DCSK进行可视化仿真,讨论了其良好的扩频码特性和抗干扰特性,认为该系统为进一步研究混沌扩频通信搭建了一个良好的仿真平台。

基于MIMO技术的DCSK通信方案的性能分析

MIMO技术在不增加信号带宽和发射功率的情况下,通过在发送端和接收端分别使用多个发送天线和接收天线来抑制信道衰落和噪声。利用MIMO技术的优势,设计了一种基于差分混沌键控(DCSK)的MIMO-DCSK混沌通信方案。针对这一方案,通过进一步的数学推导,得到系统在高斯信道下的理论误码率公式,并在MATLAB环境中进行了仿真验证。理论分析和仿真结果表明:在相同的信噪比条件下,MIMO-DCSK混沌通信系统的误码率比传统DCSK通信系统要小得多。因此,MIMO-DCSK混沌通信方案能够有效改善混沌通信系统的误码性能。

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(differentialchaosshiftkeying)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 。

基于量子计算方法的多址DCSK通信系统研究（英文）

为了降低多用户之间的干扰问题,提出了一种新的混沌多址通信系统(多比特MA-DCSK),并设计了该系统的多用户检测算法。通过仿真实验,比较了该多比特MA-DCSK系统与可变延时MA-DCSK系统的误码率性能,证明了该系统具有更低的误码率.利用量子并行运算的特性,采用Grover量子算法解决多用户检测算法的计算复杂度,这种算法可以将复杂度从N降低到N^(1/2).仿真结果表明,在不影响系统性能的同时,量子算法可以有效地降低计算复杂度。

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。

DCSK的分集接收反相解调方案

提出一种瑞利多径衰落信道下DCSK通信系统的分集接收及反相解调的方案。该方案将发射信号做适当延时以形成多路信号,将各路信号相加后进行反相相关运算,接收端以运算后的结果作为门限做出判决。理论分析和仿真结果表明,和原DCSK通信系统相比,使用了分集接收反相解调方案的DCSK通信系统有所改善。此外,该系统可有效抑制噪声的影响。

混沌DCSK抗噪和抗多径干扰的性能分析

目前各种混沌键控调制方案中,混沌差分键控(DCSK)有着最优的抗噪性能。主要研究混沌DCSK调制在加性高斯白噪声(AWGN)信道和两径瑞利衰落延时信道(two-ray Rayleighfading channel with delay)的误码率公式,并对其误码率特性进行相应的仿真和分析,最后再与CSK系统的性能做比较。

MIMO-DCSK communication scheme and its performance analysis over multipath fading channels

The differential chaotic shift keying （DCSK） communication in multiple input multiple output （MIMO） multipath fading chan- nels is considered. A simple MIMO-DCSK communication scheme based on orthogonal multi-codes （OMCs） and equal gain combination （EGC） is proposed, in which OMCs are used to spread the same information bit at each transmitting antenna and the infor- mation bit is detected by EGC at receiving antenna. The OMCs are constructed from one chaotic sequence by means of othogo- nal space-time block coding （OSTBC）. The output signal-to-noise ratio （SNR） after EGC is given based on central limit theory （CLT）, and it can effectively exploit the spatial diversity of the underlying MIMO system. Simulation results show that the full spatial diversity gain is achieved without channel estimation in the MIMO-DCSK communication scheme and it performs better than MC-EGC for a large number of transmitting antennas.