正交多用户短参考高速差分混沌键控通信系统

针对传统多用户短参考混沌移位键控通信系统传输速率和能量效率低的问题,该文提出了一种正交多用户高速短参考差分混沌移位键控(OMU-SRHR-DCSK)通信系统。系统将参考信号长度缩短为每个数据信号长度的1/P,通过增加两路连续的信息时隙来传输多个用户信息比特,通过希尔伯特变换在每个信息时隙多传输N个用户信息比特,极大地提高了系统的数据传输速率。将希尔伯特变换和Walsh码相结合完全消除了用户间干扰,改善了误码率性能。推导了OMU-SRHR-DCSK系统在加性高斯白噪声(AWGN)信道和多径瑞利衰落信道(RFC)中的比特误码率(BER)公式并进行了实验验证。在两种信道下的仿真值和理论推导值均相等,验证了理论推导的正确性。该系统的传输速率相对于传统多用户短参考系统的传输速率有极大提升,传输比特数相同的条件下系统的误码性能明显优于传统多用户短参考系统,证明了该系统具有优异的实用价值,并为其应用于实际中提供了良好的理论支撑。     

正交多用户短参考差分混沌移位键控通信系统性能分析

针对差分混沌移位键控系统传输速率和能量效率低的缺点,该文提出一种正交多用户短参考差分混沌移位键控(OMU-SR-DCSK)通信系统。系统将参考信号长度缩短为每个信息承载信号长度的1/P,并在参考时隙后增加了两路连续的信息时隙,每个信息时隙内,N个用户信息在Walsh码正交特性作用下同时传输,利用Walsh码的正交特性可完全消除用户间干扰,从而改善系统误码性能。推导了OMU-SR-DCSK在加性高斯白噪声(AWGN)信道和Rayleigh衰落信道下的理论比特误码率(BER)公式并进行了仿真。仿真结果和理论推导的吻合证明了理论推导的正确性,从而为OMU-SR-DCSK应用于多用户串行传输系统提供了理论依据。     

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。

     

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。     

基于希尔伯特变换的多用户DCSK通信系统性能分析

针对差分混沌移位键控(DCSK)传输速率低的问题,该文提出一种基于希尔伯特变换的多用户DCSK(HMU-DCSK)通信系统。在固定阶数的Walsh码条件下,通过希尔伯特变换将正交基信号集合提高1倍,并确保分配给每个用户的载波信号正交。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,相同N值下HMU-DCSK系统的传输速率是传统多用户DCSK系统的2倍;相同传输速率下HMU-DCSK系统的误码性能明显优于传统多用户DCSK系统。     

多用户分段移位差分混沌键控通信方案

为了满足现代通信的需求,多用户接入技术是近年来混沌通信的一个重要发展趋势。为了进一步改善现有多用户混沌通信方案的误码性能,该文提出一种多用户分段移位差分混沌键控(MultiUser Segment Shift Differential Chaos Shift Keying, MU-SSDCSK)通信方案。该方案根据传输的用户数,将MU-SSDCSK中的参考信号等分成m个信号段,再将这m个信号段进行移位,并配以不同的Walsh码,形成相互正交的信息携带信号。文中推导了该系统在加性高斯白噪声信道中的理论误码率公式并进行了仿真。仿真结果表明,该文提出的MU-SSDCSK方案能有效改善系统误码性能,在混沌通信领域具有一定的应用前景。     

正交多载波降噪差分混沌键控通信系统

为解决多载波差分混沌移位键控(MC-DCSK)系统传输速率低和误码性能差的缺点,该文提出一种正交多载波降噪差分混沌移位键控(QMC-NR-DCSK)系统。在发送端,预定义载波用于发送参考信号,剩余M-1个不同中心频率的载波及其经正交调制技术后得到的频率相同但相位正交的载波都用于传输信息信号,此外,通过进一步引入Hilbert变换,将系统的频带利用率和传输速率提升为MC-DCSK系统的4倍。在接收端引入滑动平均滤波器的降噪操作降低了噪声的方差,从而改善了系统误码性能。推导了QMC-NR-DCSK系统在加性高斯白噪声(AWGN)信道和多径瑞利衰落(RFC)信道下的比特误码率公式并进行了仿真。仿真结果和理论分析表明：QMC-NR-DCSK系统能有效提升传输速率、带宽效率和误码性能,为该系统应用于多载波无线通信提供理论参考。     

正交多载波降噪差分混沌键控通信系统

为解决多载波差分混沌移位键控(MC-DCSK)系统传输速率低和误码性能差的缺点,该文提出一种正交多载波降噪差分混沌移位键控(QMC-NR-DCSK)系统。在发送端,预定义载波用于发送参考信号,剩余M-1个不同中心频率的载波及其经正交调制技术后得到的频率相同但相位正交的载波都用于传输信息信号,此外,通过进一步引入Hilb...     

多用户降噪差分混沌键控通信方案

传统多用户差分混沌键控主要缺点是误码率差,该文提出一种多用户降噪差分混沌键控(MU-NRDCSK)通信方案。在发射端,发送M/P长度混沌序列,复制P次后作为参考信号,所有用户共用同一参考信号,信息信号延迟不同的时间来区分用户。在接收端,将接收到的信号通过滑动平均滤波器平均,再与其不同时间延迟后的信号进行相关。该方案通过降低噪声项的方差来提高系统误码性能。文中推导了该方案在加性高斯白噪声(AWGN)信道和Rayleigh信道下的理论误码率公式并进行了蒙特卡洛仿真。理论分析和仿真结果表明,理论公式与仿真结果能较好地吻合,MU-NRDCSK方案能较好地提高系统误码性能,在混沌通信领域具有很好的发展前景与研究价值。

     

通用差分混沌键控通信系统及其性能分析

在各种混沌通信方案中,差分混沌键控混沌采用了易于实现的非相干解调,因而成为了混沌超宽带通信研究的热点。文章基于传统差分混沌键控通信提出一种通用差分混沌键控通信系统,该系统包含了多种差分混沌键控通信系统。文中理论分析了该系统中每比特采样点数、每符号比特数和信号占空比三个参数对于系统性能的影响,通过仿真证明了理论分析的正确性,最后分析了仿真和理论分析差异产生的原因。     

Exact BER Analysis of Differential Chaos Shift Keying Communication System in Fading Channels

An exact method is employed to analyze the bit error rate (BER) performances of differential chaos shift keying (DCSK) communication system over fading channels. The exact BER performances of DCSK in Nakagami-m Rayleigh and Rician fading channels are derived, respectively. The Gaussian approximation (GA) method is compared with the exact method. The numerical results and simulation results for the two methods are presented and are compared in the fading channels, respectively. These results support our theoretical analysis.     

CSK调制系统误码性能分析

由于混沌基函数的非周期性,混沌调制系统的理论性能分析一直是个难题。基于离散混沌映射,视混沌信号为随机变量,推导出混沌CSK相干解调系统的理论误码计算式,并得到了仿真实验的以验证。理论和仿真实验结果表明,CSK相干解调系统在理想情况下误码性能能够达到其上限,即与相干解调BPSK系统相同。     

Design and Analysis of a Wavelet Packet Modulation Based Differential Chaos Shift Keying Communication System

Wireless Personal Communications - In this paper, a new multicarrier based DCSK system that is combined a wavelet packet modulation (WPM) with differential chaos shift keying (DCSK) and named...     

Likelihood-Based Demodulation in Multi-User Chaos Shift Keying Communication

This paper deals with the theory of multi-user chaos shift keying communication systems in the coherent case and in particular with bit error performance under near optimal demodulation. The new approximated likelihood and near optimal demodulator is based on the statistical likelihood of the received signal and is a theoretical generalization of the conventional correlation demodulator involving autocorrelations of the spreading. Near optimal theoretical results beginning from an exact analysis are derived for the bit error rate of a typical user; there is emphasis on their structure in regard to separating the effects of channel noise and interference from other users, and in comparison with single-user results. The new demodulator is shown under particular assumptions to be a form of rake demodulator in the sense that it involves autocorrelation-like terms at various lags. The results are illustrated by theoretical calculations and numerical simulations which point out the enhanced performance of the near optimal demodulator relative to the correlation demodulator.     

Design and Analysis of Three-Way Relay Network Coding Schemes Based Differential Chaos Shift Keying Communication System

Wireless Personal Communications - In this paper, a three-way relay network coding schemes based differential chaos shift keying (DCSK) communication system are investigated. Two schemes of...     

一种基于正交调制的新型降噪差分混沌键控系统

针对降噪差分混沌键控(NR-DCSK)传输速率低的缺点,该文提出一种基于正交调制的新型降噪差分混沌键控(QM-NRDCSK)系统.发生器产生两路混沌序列,每一路的参考信号是信息承载信号的P次重复,不同用户信息通过不同时隙区分,两路信号使用正交调制在相同频带上传输.接收端通过滑动平均滤波器对每一路的参P考信号进行P次平均后与信息信号进行非相干解调.通过在AWGN和多径Rayleigh衰落信道下的仿真,验证了理论推导的正确性,并表明该系统在具有较高频谱利用率的同时,能有效提高传输速率且拥有较好的误码性能.     

一种新的混沌键控方案——分段移位混沌键控

为了进一步提高混沌通信系统的数据传输率,提出了一种新的混沌键控方案——分段移位混沌键控SSCSK,它是一种多进制调制方案。将SSCSK中的参考信号等分成M个信号段,根据传送的M进制数字码元,将M个信号段循环左移n（0≤n〈M）段,即形成信息携带信号。通过对其误码性能进行仿真分析可知,在相同的误比特率条件下,在信噪比要求上,二进制SSCSK比DCSK方案大约小3dB,四进制SSCSK的误比特率与DCSK方案接近,在混沌信号长度相同的条件下,四进制SSCSK的信息传输速率比DCSK提高了1倍。     

A Low-PAPR Differential Frequency Shift Orthogonal Keying Transceiver for Multi-Carrier Spread Spectrum System over High Mobility Multipath Channels

A new differential transceiver with a frequency-shift orthogonal keying (FSOK) technique is proposed for the multi-carrier spread spectrum (MC-SS) system over high mobility multipath fading channels. The design of the transceiver involves the following stages. First, the data stream is mapped into MPSK-FSOK symbols and spreaded by the frequency-shift orthogonal sequences. Second, the differential block encoder is exploited to combat the mobile channels. The Chu sequence is adapted for initial differential encoding, making the post-IFFT transmit signals with a low peak-to-average power ratio. Next, for the receiver, the maximum ratio combining technique is used for the block-based differential frequency-domain equalizer, which can overcome the multipath fading channel effect without requiring channel estimation. Finally, an efficient maximum likelihood despreading and demapping scheme is used to detect the modulation symbols. Furthermore, the differential MC-SS transceiver can be easily re-configured for a MISO differential MC-SS system with high link quality. Simulation results show that, under high mobility multipath channels, the proposed SISO differential MC-SS system can outperform the conventional MC-SS system. The proposed MISO differential MC-SS system with space-time diversity gain and M-ary modulation gain also exhibits excellent performance.