一种改进的混合DCSK通信方案及性能分析

混沌键控(CSK)按解调方式通常分为相干解调的CSK与非相干解调的CSK。相干解调的CSK一般需要混沌同步,后者被证明在实际噪声信道中没有足够的鲁棒性。非相干解调的CSK由于不需要混沌同步,具有较好的鲁棒性,缺点是误码率较高。现有的CSK中误码率最低的是差分混沌键控(DCSK),但缺点是带宽利用率低于一般CSK且不适用于保密通信。将基于回归映射的CSK与现有的DCSK相结合,提出一种改进的基于回归映射的混合DCSK方案。理论分析和仿真结果表明:混合DCSK比现有DCSK提高一倍带宽利用率,误码率比非相干解调的CSK低很多,且具有在保密通信领域应用的可能。     

一种改进的混合DCSK通信方案及性能分析

混沌键控(CSK)按解调方式通常分为相干解调的CSK与非相干解调的CSK.相干解调的CSK一般需要混沌同步,后者被证明在实际噪声信道中没有足够的鲁棒性.非相干解调的CSK由于不需要混沌同步,具有较好的鲁棒性,缺点是误码率较高.现有的CSK中误码率最低的是差分混沌键控(DCSK),但缺点是带宽利用率低于一般CSK且不适用于保密通信.将基于回归映射的CSK与现有的DCSK相结合,提出一种改进的基于回归映射的混合DCSK方案.理论分析和仿真结果表明混合DCSK比现有DCSK提高一倍带宽利用率,误码率比非相干解调的CSK低很多,且具有在保密通信领域应用的可能.     

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。     

多用户载波索引差分混沌移位键控通信系统及性能分析

现有载波索引差分混沌移位键控（DCSK）通信系统较传统DCSK系统能耗更低且数据传输速率更高,但其无法应用于多用户通信环境。提出一种多用户载波索引差分混沌移位键控系统,为系统用户分配预定义的私有子载波发送混沌参考信号,所有用户共享剩余子载波发送数据信号以提高子载波利用率,结合公共子载波的索引值与DCSK系统共同传送用户的数据比特,并在加性高斯白噪声和多径Rayleigh衰落信道中计算得到系统的近似误码率。实验结果表明,与MU OFDM-DCSK、HCS-DCSK等多用户系统相比,该系统的误码率更低,在不占用过多带宽的情况下,具有更高的频谱效率。     

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。     

一种改进型多用户正交差分混沌键控

基于差分混沌键控(DCSK)和相关延迟键控(CDSK)提出一种新型的混沌扩频通信方案——改进型多用户正交差分混沌键控(MA-ODCSK)。该方案结合Walsh码和符号函数的各自特点,克服了DCSK和CDSK方案存在的问题,具有传输速率高、可靠性高、保密性好等优点。仿真证明,由于Walsh码的正交性,多用户干扰得到很好的抑制。在用户数一定时,MA-ODCSK比FM-DCSK、FM-EDCSK性能更加优良。     

混沌数字通信研究新进展

介绍了混沌数字通信系统研究的新进展。首先回顾了混沌数字通信的发展及其特点,对混沌键控调制方法的改进及其噪声性能进行了简要分析和综述。其次,着重分析了正交混沌移位键控(QCSK)调制和混沌脉位调制(CPPM)的原理及性能。最后总结和讨论了未来混沌数字通信研究的几个关键技术和方向。     

异结构混沌同步的研究及其在保密通信中的应用

根据Lyapunov稳定性定理,使用观测器方法实现混沌异结构同步。由连续系统稳定准则,在同步试验的基础上将异结构混沌同步应用于保密通信,对于给定的不同信号用混沌遮掩,混沌键控,混沌参数调制三种方法实现保密传输,在混沌参数调制方法中提出了提取能量均值解调有用信息的方法,并利用MATLAB仿真,证实方案的优越性和有效性。     

基于多涡卷系统的多进制数字混沌键控方式

多涡卷混沌吸引子的主要特点是具有复杂的混沌动力学行为和多个螺旋密钥参数，可在保密通信中获得应用。在研究其产生机理的基础上，进一步提出了用多涡卷混沌系统实现多进制数字混沌键控(MDCSK)的一种方案。其工作原理是，在发送端，用多进制数字信号对多涡卷混沌吸引子的多个斜率值进行数字调制，从而产生多进制混沌键控信号。在接收端，根据驱动-响应式同步和相关解调原理恢复出原来的多进制数字信号。与二进制混沌键控(CSK)相比，多进制数字混沌键控(MDCSK)方式能体现出利用多个螺旋密钥参数来加密多进制数字信号这一主要优点。通过该方案的理论分析和计算机模拟结果，证实了这一方法的有效性。     

基于DSP Builder的混沌保密通信的研究与实现

采用DSP Builder开发工具,利用混沌信号实现对通信数字信号的加密与解密.首先在Simulink中建立系统通信模型,采用FM对混沌信号进行差分键控形成FM-DCSK信号,然后用数字信号控制FM-DCSK信号,形成调制信号,并在接收端进行信号恢复,然后进行仿真,生成硬件描述语言下载到系统板,实现混沌保密通信.     

瑞利信道下基于累积量的调制识别方法

针对瑞利信道下调制方式分类的问题,提出了一种基于累积量的识别方法。该方法利用四阶累积量和六阶累积量的组合作为特征参数,采用决策树分类器,能够实现二相相移键控(BPSK)、四相相移键控(QPSK)、四进制幅移键控(4ASK)、四阶正交幅度调制（16QAM）、五阶正交幅度调制（32QAM）、六阶正交幅度调制（64QAM）和正交频分复用（OFDM）七种调制方式的识别分类,且计算量小,易于实现。从理论上进行推导与分析,所提方法对瑞利衰落和加性高斯白噪声干扰不敏感。计算机仿真结果表明：信噪比大于4dB时,正确识别率达到90%以上,说明了所提方法的可行性及有效性。     

多用户正交相关延迟键控方案性能分析

为了改善混沌信号的传输性能，在相关延迟移位键控（CDSK）方案和多载波相关延迟移位键控（MC-CDSK）方案的基础上，提出一种多用户正交相关延迟移位键控（MU-OCDSK）方案。该方案利用多载波对混沌信号进行调制，得到的结果相对于CDSK，不仅有更高的频谱效率，而且误码率也得到了一定的改善。对该方案进行了理论仿真和蒙特卡洛仿真，结果表明相对于MC-CDSK，该方案不仅提高了1倍的传输速率，而且改善了误码率；且理论仿真和蒙特卡罗仿真结果一致。     

一种基于FPGA的MSK信号调制方法的设计与仿真

研究了MSK(最小频移键控调制)的基本理论,结合MSK信号调制原理,给出了一种基于FPGA的MSK信号调制方法,并在MAX+PLUS II采用VHDL语言编程实现了MSK信号调制方法的仿真,根据仿真结果,证明了MSK信号调制方法的正确性。     

改进环路结构的Gardner定时恢复算法

针对经典的Gardner定时恢复算法存在同步建立时间长、同步稳定性能差等问题，提出一种改进环路结构的Gardner定时同步恢复算法。首先，该算法选用立方插值和分段抛物线插值两种插值滤波器进行插值，得到两路最佳插值序列；其次，分别计算两路插值序列对应的定时误差并求加权平均值，得到环路的定时误差；最后，以两路最佳插值序列的加权平均值作为环路输出。针对正交相移键控（QPSK）、正交幅度调制（16QAM）两种调制信号进行了仿真验证。仿真结果表明，该改进算法作用于QPSK信号时同步稳定性更好，相比作用于16QAM信号，其环路开始同步时码元的位置对应的序列数明显减小；并且该算法在信噪比为-5 dB的情况下使QPSK信号星座图收敛半径为0.26左右，与类似锁频锁相（FPLL）的改进Gardner定时恢复算法相比收敛半径减小约0.08，该算法有效地缩短了同步建立的时间，提高了环路的稳定性，可广泛应用于高速解调系统。     

基于常规重要性采样的DQPSK通信系统的仿真

蒙特卡罗法为获取仿真精准度,通常需要很长的仿真时间。为寻求蒙特卡罗仿真的有效替代者,由四相相移键控QPSK调制技术的基本原理出发,分析得出了QPSK和DQPSK的误码率曲线。为获得误码比特率的准确性,借助Matlab中的蒙特卡罗法和常规重要性采样法分别对DQPSK通信系统的误码率进行了仿真实验,实验结果表明常规重要性采样法是一种高效的仿真方法,它能有效解决蒙特卡罗法存在的仿真精准度和仿真运行时间过长之间的矛盾。     

一种可扩展的广义空移键控调制系统设计

5G车联网中的不同传输业务对高可靠、可扩展和低功耗的通信性能有较高要求,为此,设计一种新型高可靠、可扩展的广义空移键控调制(GSSK)系统。在发射端提出一种基于Butson Hadamard矩阵的广义空移键控调制(BHSSK)方案,通过引入具有正交性和可扩展性的Butson Hadamard矩阵,采用循环加权方法构造符号选择矩阵,将矩阵的列作为符号向量并调制到激活的天线组合上进行发送。针对检测复杂度对车联网下通信可行性的影响,在接收端提出一种基于方向夹角加权排序检测(DWOD)算法,通过设计发射天线组合的权重因子构造天线组合搜索空间,并设置判决收敛门限以减少信号检测的搜索范围,在保证可靠性的同时降低检测复杂度。Matlab仿真结果表明,BHSSK以较少的天线实现相对较高和可扩展的频谱效率,相比GSSK、GSM、MA-SM和HSSK分别达到约8dB、3dB、3dB和0.6dB的误码率性能增益。DWOD算法在达到近似最优误码率性能的同时,其复杂度减少了约40%~70%。