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。

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。

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。

基于特征融合的DCSK调制方式识别技术

差分混沌移位键控(differential chaos shift keying,DCSK)系统由于采用了类噪声的混沌信号作为载波信号,在保密通信中具有广阔的应用前景。开展DCSK调制方式识别技术研究有利于军用通信系统信号的认知和分选,为此提出基于特征融合的DCSK调制方式识别技术。该技术从统计域、时域、频域对改进的DCSK调制信号进行特征提取并分析,根据提取的特征维度建立数据模型,由数据模型与相应的评价因素权向量确定改进DCSK调制信号的阈值,从而实现对DCSK调制方式的识别。Matlab仿真实验结果表明该模型具有有效性和准确性。

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。

一种改进的多用户DCSK性能分析

提出一种基于混沌二进制序列及Walsh码的多用户差分混沌键控通信系统.在此系统中,发送端的信号及对应的接收端的信号分别与相同的Walsh码相乘,由于混沌二进制信号的瞬时功率为常值以及Walsh码的正交特性使得用户之间的干扰得到抑制,因此系统具有了多址特性.分析了系统在高斯信道中的特性,给出了误码率公式.仿真结果与理论值相符合,证明了理论分析的正确性.在高斯信道下与其他多用户差分混沌键控系统的性能作了对比,当所有用户使用不同的混沌初始值时,系统的性能与其他的多用户差分混沌键控系统性能相当.系统采用固定延迟及处理的数据为二进制形式,因此相比其他多用户差分混沌键控,本系统结构简单且易于实现.

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。

基于差分混沌键控的空间光通信系统及其保密性分析

自由空间光通信(FSO)是一种通过激光在无需光纤的情况下实现双向信息传输的通信系统。它具有带宽宽、保密性好、抗干扰性强、无需频率申请、体积小、功耗低等特点。尽管FSO通信系统有较高的安全性,但波束溢出还是会威胁到通信的安全,在通信中采用混沌加密的方式可有效地提高系统的安全性。采用差分混沌键控(DCSK)的Gamma-Gamma湍流模型来提高FSO通信系统的安全性,推导了系统误码率的表达式。通过空间信道图像数据的传输,对接收到的数据进行统计直方图、像素相关性和明文敏感性分析,结果表明系统具有很好的保密性能。

新型MU-FM-DCSK保密通信系统

针对差分混沌键控系统传输率低、保密性不强等缺陷,提出了一种新型MU-FM-DCSK保密通信系统.该方案中,多个用户发送的信息信号分别乘以不同的调整参数后再由调频混沌信号调制.接收端使用相关解调,通过判决相关器输出的不同电平,解调出每个用户发送的信息信号,系统保密性得到明显增强,传输率大大提升.分析及仿真结果表明,系统的误码率在信噪比增加到一定程度时,明显低于现有的多用户混沌键控保密通信系统.

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。

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。

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。

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。

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。

基于时间反转的多用户差分混沌键控方案

针对差分混沌键控(Differential Chaos Shift Keying, DCSK)误码性能较差,传输率低的问题,提出一种基于时间反转的多用户DCSK(Time Reverse Multiuser-DCSK, TRM-DCSK)通信系统.该系统利用时间延迟的不同来区分不同的信息时隙,在每个信息时隙中利用时间反转可以传输2 bit的信息信号,然后将这2 bit的信息信号叠加后作为信息承载信号一起发送.使用时间反转能增强信号之间的自相关性,改善了系统的误码性能.推导了TRM-DCSK系统在加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise, AWGN)和Rayleigh衰落信道下的误码率公式并进行了实验仿真.仿真结果表明:在传输相同用户数的情况下,TRM-DCSK系统的误码性能相对于传统的多用户DCSK系统有了明显的提高.

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。

短参考正交多用户差分混沌键控方案的性能分析

针对差分混沌移位键控(DCSK)传输率低这一缺点,以及为了进一步改善系统的误码性能,该文提出一种短参考正交多用户DCSK(SOM-DCSK)通信系统。该系统将参考信号缩短为每个信息承载信号的1/P,通过延迟时间的不同传输多个用户,然后在每个信息时隙中利用希尔伯特变换的正交性达到传输2 bit信息信号的目的。该文推导了SOM-DCSK系统在加性高斯白噪声(AWGN)和Rayleigh衰落信道下的比特误码率(BER)公式并进行了实验仿真。仿真结果表明:相同条件下,该方案相比于传统多用户系统的误码性能有了明显的改进,具有很好的实用价值。