混沌数字通信系统中多用户混沌键控技术研究

论文摘要

混沌数字通信系统最具有代表意义的两个系统是差分混沌移位键控（Differential Chaos Shift Keying,DCSK）和相关延迟移位键控（Correlation Delay Shift Keying,CDSK）。DCSK系统在参考时隙发送混沌载波,信息时隙发送比特数据,其传输速率较低;CDSK系统将参考信号和信息信号叠加在一个时隙传输,传输速率得到提升但同时引入更多干扰项,使得误码性能恶化。目前基于多用户通信系统普遍存在误码性能不够理想的情况,为改善多用户系统误码性能,论文研究了三种多用户系统,以高斯近似法（Gaussian Approximation,GA）推导系统在加性高斯白噪声（Additive White Gaussian Noise,AWGN）和Rayleigh衰落信道下的理论误码率公式,通过Monte Carlo实验进行分析。论文主要工作内容如下:1.针对多用户通信系统误码性能较差的情况,研究一种多用户降噪DCSK（Multiple User Noise Reduction DCSK,MU-NR-DCSK）。该系统通过一个参考信号后紧跟多个信息信号的方式来提升传输速率。接收端通过滑动平均滤波器降低噪声项方差,改善系统误码性能。相比于传统DCSK系统,分析该系统数据速率提升和比特能量节约。当用户数不断增加时,该系统传输速率提升接近于1倍。并与其他系统进行误码性能比较,分析各个参数对系统误码性能的影响。2.为进一步提升MU-NR-DCSK系统传输速率,研究一种改进型MU-NR-DCSK。该系统将所有用户信息叠加在一个信息信号中传输,通过Walsh码区分不同用户信息。接收端采用滑动平均滤波器改善误码性能。相比于MU-NR-DCSK系统,当用户数N增加时,该系统数据速率提升了（7）N-1（8）2倍,并与其他系统进行误码性能比较,分析各个参数对系统误码性能的影响。3.结合前两种提高速率的方法,研究一种多用户正交DCSK（Multiple User Orthogonal DCSK,OMU-DCSK）。该系统采用一个参考信号和多个信息信号的方式来提升速率,每个信息信号发送多路用户信息的叠加,不同用户信息通过不同Walsh码区分。同时采用一种正交混沌发生器（Orthogonal Chaotic Generator,OCG）,消除其信号内干扰,提升系统误码性能。通过对延迟线数目和用户数两个方面全面分析系统误码性能和数据速率。分析了不同的系统组合对误码率以及传输速率的影响,并与其他系统进行误码性能比较。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 混沌扩频通信
•     1.2.2 混沌模拟调制
•     1.2.3 混沌数字调制
•   1.3 主要研究内容
• 第2章 混沌数字调制理论基础
•   2.1 引言
•   2.2 混沌及混沌信号
•     2.2.1 混沌的定义
•     2.2.2 混沌信号的特征
•   2.3 混沌信号的产生
•     2.3.1 连续混沌系统
•     2.3.2 离散混沌系统
•   2.4 典型混沌数字调制
•     2.4.1 DCSK
•     2.4.2 CDSK
•     2.4.3 MA-ODCSK
•   2.5 高斯近似法
•   2.6 本章小结
• 第3章 MU-NR-DCSK调制技术研究
•   3.1 引言
•   3.2 MU-NR-DCSK系统模型
•     3.2.1 基于Hadamard矩阵的正交Walsh码的产生
•     3.2.2 系统帧结构
•     3.2.3 发射端结构
•     3.2.4 接收端结构
•   3.3 MU-NR-DCSK系统性能分析
•     3.3.1 数据速率提升和比特能量节约
•     3.3.2 AWGN信道下误码性能分析
•     3.3.3 Rayleigh信道下误码性能分析
•   3.4 仿真分析
•     3.4.1 AWGN信道下仿真分析
•     3.4.2 Rayleigh信道下仿真分析
•   3.5 本章小结
• 第4章 改进型MU-NR-DCSK调制技术研究
•   4.1 引言
•   4.2 改进型MU-NR-DCSK系统模型
•     4.2.1 发射端结构
•     4.2.2 接收端结构
•   4.3 改进型MU-NR-DCSK系统性能分析
•     4.3.1 数据速率提升和比特能量节约
•     4.3.2 AWGN信道下误码性能分析
•     4.3.3 Rayleigh信道下误码性能分析
•   4.4 仿真分析
•     4.4.1 AWGN信道下仿真分析
•     4.4.2 Rayleigh信道下仿真分析
•   4.5 本章小结
• 第5章 多用户正交差分混沌键控通信系统
•   5.1 引言
•   5.2 OMU-DCSK系统模型
•     5.2.1 正交混沌发生器
•     5.2.2 发射端结构
•     5.2.3 接收端结构
•   5.3 OMU-DCSK系统性能分析
•     5.3.1 AWGN信道下误码性能分析
•     5.3.2 Rayleigh信道下误码性能分析
•   5.4 仿真分析
•     5.4.1 AWGN信道下仿真分析
•     5.4.2 Rayleigh信道下仿真分析
•   5.5 本章小结
• 第6章 结束语
•   6.1 主要工作总结
•   6.2 后续研究工作
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 陈和祥

导师: 张刚

关键词: 混沌信号,多用户,误码率,降噪

来源: 重庆邮电大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,电信技术

单位: 重庆邮电大学

分类号: O415.5;TN914.3

DOI: 10.27675/d.cnki.gcydx.2019.000258

总页数: 92

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