混沌扩频序列和同步技术的研究

论文摘要

混沌现象是在非线性动态系统中出现的确定性的、类随机的过程,这种过程非周期,是一种貌似无规则的运动,不收敛但有界,且对初值极其敏感。这些独具特色的性质使得混沌在通信应用领域尤其在扩频通信和保密通信领域有着很好的应用前景。本文首先对混沌理论进行了深入的探讨,分析了混沌的基本概念和特性,并且简单的介绍了混沌在通信技术中的应用。在第二章中本文对几种典型的混沌映射以及两种改进的混沌映射做了较详细的阐述,主要是它们的定义以及统计特性,在本章的最后则给出了混沌序列的优选方案。基于序列级联的思想,本文在第三章中提出了一种新型的混沌序列,并且分析了其频谱特性、相关特性等,接着又采用蒙特卡罗法对参数变化对其造成的影响进行了测试,最后则对该序列在伪随机特性方面与其他的混沌序列进行比较,并得到了满意的结果。第四章中则以MATLAB的Simulink为仿真平台,把混沌扩频序列应用到DS-CDMA系统中,分析了不同混沌扩频序列在多址干扰环境下的误码率,验证了混沌扩频技术应用于CDMA中的可行性。混沌同步技术对于混沌扩频和混沌保密通信具有非常重要的意义,本文的第五章则着重介绍了混沌同步技术。开始首先给出了几种典型的混沌同步方法,其中包含它们的基本原理以及实例仿真,然后对它们进行了比较。最后则主要分析和研究了两种改进的混沌同步方法。最后对本文进行了总结并对下一步工作进行了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 混沌的基本概念
• 1.2.1 混沌的起源和发展
• 1.2.2 混沌的概念及分类
• 1.2.3 混沌的本质
• 1.2.4 对混沌的界定
• 1.3 混沌系统的刻画
• 1.3.1 吸引子
• 1.3.2 不动点
• 1.3.3 倍周期分岔
• 1.3.4 李亚普诺夫指数
• 1.4 混沌在通信技术中的应用
• 1.4.1 混沌模拟通信
• 1.4.2 混沌键控通信
• 1.4.3 混沌水印加密
• 1.5 本文的主要工作安排
• 1.6 本章小结
• 2 二相混沌映射及混沌序列的优化设计
• 2.1 二相混沌映射
• 2.1.1 几种典型的混沌映射
• 2.1.2 改进的混沌映射
• 2.2 混沌序列的优化设计
• 2.2.1 混沌序列的生成
• 2.2.2 混沌序列的整数实现
• 2.2.3 混沌序列的优选
• 2.3 本章小结
• 3 新型级联映射及混沌序列的伪随机性分析
• 3.1 级联混沌序列
• 3.1.1 二级级联映射
• 3.1.2 新型三级级联映射
• 3.2 参数的变化对新型级联序列的的影响
• 3.2.1 量化级数对新型级联映射的影响
• 3.2.2 初始值对新型级联映射的影响
• 3.2.3 不同的a 和q 值对新型级联序列的影响
• 3.2.4 序列长度对新型级联映射的影响
• 3.2.5 不同长度分配对新型级联映射的影响
• 3.3 级联混沌序列的伪随机性能
• 3.3.1 平衡性
• 3.3.2 游程性
• 3.3.3 移位性
• 3.4 本章小结
• 4 混沌扩频及性能仿真
• 4.1 扩展频谱通信
• 4.1.1 扩频通信的理论基础
• 4.1.2 混沌扩频通信
• 4.2 基于混沌的异步DS-CDMA 基带系统性能分析
• 4.2.1 异步混沌DS-CDMA 基带系统概述
• 4.2.2 DS-CDMA 系统的误码率分析
• 4.3 混沌DS-CDMA 系统仿真
• 4.3.1 系统模块设计
• 4.3.2 不同混沌序列在多址干扰下系统性能的比较
• 4.4 本章小结
• 5 混沌同步技术
• 5.1 混沌同步的定义
• 5.2 几种常见的混沌同步方法
• 5.2.1 驱动—响应同步法
• 5.2.2 主动—被动同步法
• 5.2.3 耦合同步法
• 5.2.4 状态反馈同步法
• 5.2.5 常见同步方法的比较
• 5.3 两种改进的混沌同步法
• 5.3.1 异结构系统混沌同步法
• 5.3.2 基于有界性的非线性反馈指数稳定混沌同步
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 前景展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录