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。

基于深度学习的多进制相移键控信号调制识别研究

国内外众多的学者针对信号的调制识别做了许多深入的研究,并不断地研究出各种调制识别方法。针对多进制相移键控信号(multiple phase shift keying, MPSK)的识别效果不理想,给出了基于深度学习的识别模型,利用信号的时频图和星座图相关特征进行MPSK调制信号类型的识别,并基于时频图和星座图的识别结果进行决策融合,对比3种方法的识别效果,实现对MPSK信号识别效果的有效提升。

双模三维索引调制差分混沌移位键控系统的设计及性能分析

针对传统差分混沌移位键控系统速率低、误码性能差的问题,提出了一种双模三维索引调制差分混沌移位键控系统。该系统利用时隙、正交码和顺序索引,在选中与未选中的时隙上均传输信息比特。在接收端,通过采用降噪技术,减小了噪声的方差,提升了系统误码性能。推导了在加性白高斯噪声信道和多径瑞利衰落信道下的比特差错率公式。仿真结果显示,与相似的混沌键控系统相比,所提系统具备更高的数据速率和更为优越的误码性能。

一种高速差分混沌移位键控系统

差分混沌键控(DCSK)系统的最大缺点是参考信号和数据信号消耗了相同比例的比特能量和数据传输速率。为了克服这一缺点,提出了一种高速差分混沌键控系统(HR-DCSK)。该系统缩短了原来DCSK参考信号的长度,同时数据信号携带2 bit数据,并将数据信号重复发送,提高了数据传输速率和能量效率。推导出在高斯信道中的比特误码率公式并进行仿真,理论分析和仿真表明,在相同信噪比下,HR-DCSK比调频差分混沌键控系统(FM-DCSK)误码率降低了10%。

一种M进制短参考置换索引的差分混沌移位键控系统

为解决置换索引的差分混沌移位键控(PI-DCSK)通信系统存在能量效率低的问题,结合短参考技术,提出了一种M进制短参考置换索引的差分混沌移位键控(SR-PI-DCSK)系统。该系统将参考时隙的混沌序列缩短至小于半个符号周期,信息时隙将参考时隙的置换排列副本进行复制并拼接P次,在不增加PI-DCSK系统结构复杂度及维持相同的恢复比特信息所需能量的情况下,可以有效提高系统能量效率,同时提升系统的误比特率(BER)。然后,分析了SR-PIDCSK系统的能量效率,推导了其在多径瑞利衰落信道环境下的BER表达式,使用蒙特-卡罗模拟仿真验证了该理论推导的正确性。仿真结果表明,在同一条件下,所提出的系统与PI-DCSK系统相比具有更好的性能增益,这能为下一代物联网短距离通信应用提供一种混沌调制方案。

改进型降噪差分混沌键控方案的设计与性能分析

针对差分混沌键控方案传输速率低和误码性能差的缺点,设计了一种改进型降噪差分混沌键控(Improved Noise Reduction Differential Chaos Shift keying,INR-DCSK)方案。该方案产生一段样本序列,然后通过缓冲器“延拓P次”作为参考信号,同时分别与P个信息比特的乘积作为承载信息信号。通过在降低接收端参考信号的噪声方差提升误码性能,并在同一帧时间内传输多个比特信息提升传输速率。在多径瑞利衰落信道和加性高斯白噪声信道下,得到该方案的理论表达式及Monte Carlo仿真,仿真结果与理论表达式结果一致。实验分析表明:在相同的情况下,相比于NR-DCSK方案,INR-DCSK方案有更好的性能。

基于相位统计信息特征的相移键控类信号识别

为解决非协作通信中,相移键控类信号由于相位相似,导致在复杂环境下的分类识别困难的问题,本文在高斯噪声下通过对信号相位信息概率密度的推导,并使用高斯核密度估计的方法得到了一种恢复信号相位信息特征的方法。通过仿真实验将该方法从加性高斯噪声推广到加性Alpha稳态分布噪声中。在该方法下,本文提出的特征对BPSK、QPSK、OQPSK、π/4_DQPSK、8 PSK 5类信号在Alpha噪声下可以准确识别。研究表明:使用支持向量机方法可以在信噪比0 dB以上时使信号的总体识别率达到90%以上。

无信号内干扰的高效差分混沌键控通信方案

为解决高效差分混沌键控(HE-DCSK)系统判决变量中信号内干扰的不利影响问题,提出一种无信号内干扰的高效差分混沌键控通信方案。该方案通过改变混沌载波的构造方式,确保在相同信息时隙内传输的两路携带不同信息的已调混沌信号严格正交,彻底去除了接收机判决变量中的信号内干扰分量。分析和仿真表明,所提的新系统可以大大改善HE-DCSK系统的误码性能。

基于颜色强度键控的编码实验教学设计

基于“通信原理”课程实践教学环节,结合可见光通信技术,提出了一种基于颜色强度键控的编码实验。首先,基于二维平面的4-CSK星座,提出了颜色强度键控的5-CSK星座设计方案。其次,通过设计符号子集划分准则和网格编码结构,提出了最小状态数下两种5-CSK编码实验方案。在此基础上,引入状态分裂方法,进一步提出了高编码增益的4状态下5-CSK编码实验方案。仿真实验表明,所提的三种颜色强度键控编码实验方案具有明显的误码率性能优势。

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。

正弦型非线性调频键控及性能分析

以正弦型非线性调频信号为载波样本,提出一种非单频波带通调制方法——正弦型非线性调频键控(sine non-linear chirp keying,SNCK)。通过调整时间-带宽积和频率变化曲线频率等参数,SNCK可实现满足不同信道环境和服务质量需求的无线通信。同时,由于采用非单频波作为载波样本,SNCK具有较好的多普勒频移抑制能力。构建SNCK的数学模型,分析已调信号正交化设计方法、频域特征及信道适应能力等性能。理论分析和实验结果表明:相较于甚小线性调频键控,SNCK具有相近的高白噪声抑制能力和频域能量集中度;相较于最小频移键控,SNCK具有更强的多普勒频移抑制能力。SNCK可作为通信终端高速率运动场景下的变速率无线通信系统的带通调制方案。

短参倍速差分混沌键控系统

由于差分混沌键控(differential chaos shift keying system,DCSK)系统存在参考时隙不传输码元却和数据时隙消耗相同发射功率这一缺点,提出了一种短参倍速差分混沌键控系统(short reference multifold rate DCSK,SRMR-DCSK)。该系统将参考时隙长度缩短,同时数据时隙携带多比特码元。该方式降低了每比特发射功率,同时能有效改善系统的传输速率。采用高斯近似法推导了在加性高斯白噪声信道以及瑞利信道中的误码率性能并进行仿真实验。理论分析和仿真结果表明,在两种信道环境中理论误码率和仿真曲线很好地一致。同时,证明该系统具有较好的性能以及实用参考价值,在混沌通信领域具有很好的应用前景。

最小频移键控系统实现技术的仿真研究

研究了最小频移键控系统的仿真实现问题。给出了该系统调制与解调的工作原理 ,并基于 System View软件环境设计了该系统的仿真实现 ,给出了系统的的主要功能和参数 ,以及最后所得到的全系统的仿真运行结果。

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.

短参考多用户差分混沌移位键控通信系统性能分析

短参考差分混沌移位键控(SR-DCSK)系统主要的缺陷是数据传输速率较低。为此,该文提出一种短参考多用户差分混沌移位键控(SR-MUDCSK)通信方案。利用Walsh码的正交性传输多个用户的信息,有效提高了数据传输速率。在AWGN和多径Rayleigh衰落信道环境下,对其误码性能进行了理论分析,并进行了实验仿真。结果表明:该系统在传输速率方面有较大提升,且能量效率也得到了显著改善,因此其具有重要应用价值。

调频相关延迟差分混沌键控的通信模型及性能

针对现有差分混沌键控数据传输速率低、误码率高、保密性差的问题,结合调频差分混沌键控FM-DCSK和相关延迟差分混沌键控CD-DCSK,提出一种新型的调频相关延迟差分混沌键控FM-CD-DCSK通信方法,通过频率调制使信息比特能量恒定,利用相关延迟可同时传输2位信息。结果表明:在扩频因子、信噪比和信号干扰比相同的情况下,FM-CD-DCSK的通信性能明显优于FM-DCSK和CD-DCSK。对于不同的信噪比,选择合理的扩频因子,能够实现该通信方案的最优性能。

高速降噪差分混沌键控系统

差分混沌键控(differential chaos shift keying,DCSK)系统的最大缺点是参考信号和数据信号消耗了相同比例的能量和数据传输速率。为了克服这一缺点,提出了一种高速降噪的差分混沌键控(high rate noise reduction differential chaos shift keying,HRNR-DCSK)系统。该系统将数据信号扩展为多个时隙,每个时隙传输不同的数据比特,并且参考时隙的长度随着传输比特数量的增加而缩短,最后在接收端通过降低接收信号噪声的方差来提高系统的误码率(bit error rate,BER)性能。该方式提高了数据传输速率,降低了比特能量。采用高斯近似法(Gaussian approximation,GA)推导出加性高斯白噪声(additive white Gaussian noise,AWGN)信道以及瑞利信道中的比特BER公式并进行仿真。理论分析和仿真表明:在两种信道中理论推导和仿真曲线有较好的吻合,同时HRNR-DCSK系统能有效改善系统的传输速率,在混沌通信领域具有一定的应用前景。

无信号间干扰的相关延迟-差分混沌移位键控混沌通信方案

现有的差分混沌移位键控(DCSK)通信系统主要的缺陷是传输速率较低,为此提出了一种无信号间干扰的相关延迟差分混沌移位键控(CD-DCSK)通信方案。在发送端,由正交信号发生器产生两路正交混沌信号,并经符号函数归一化以保持发送信号的能量恒定,然后,这两路混沌信号与其延迟不同时间间隔后的混沌信号分别调制1 bit数据信息形成一帧发送信号。在解调端,采用相关解调提取数据信息,通过检测相关器输出结果的符号恢复信息比特。利用高斯近似(GA)法分析了系统在加性高斯白噪声(AWGN)信道下的理论误码率(BER)性能,并与经典的混沌通信系统进行了比较。分析及实验结果表明:与DCSK系统相比,无信号间干扰的CD-DCSK系统的传输速率提升了50个百分点,且其误码性能优于相关延迟移位键控(CDSK)系统。

基于深度学习的多进制相移键控信号调制识别研究

众多学者深入研究了信号调制识别方法,但对于多进制相移键控信号(MPSK)的识别效果不佳。本文提出基于深度学习的识别模型,利用时频图和星座图特征识别MPSK信号类型,并融合两种识别结果进行决策。对比三种方法,有效提升了MPSK信号的识别效果。

混沌键控数字保密通信研究新进展

重点综述了近年来混沌键控数字保密通信系统技术的主要进展,包括理论、设计思想、目前的研究热点、可能实现的又有一定实用价值的几种保密通信方案,同时提出了一种新型的CD-DCSK(相关延迟-差分混沌键控)保密通信系统,其性能要优于传统的键控方法。对今后混沌键控保密通信技术的问题作了概括,对混沌系统中的同步与传输技术以及混沌通信实用化需解决的若干问题进行了讨论,并展望了混沌键控保密通信的发展趋势。