类正交矩阵新的构成方法及扩频、保密系统研究

论文摘要

码分多址(CDMA)技术是目前3G、4G通信系统中的关键技术之一,它属于扩频通信技术的范畴。本文在查阅了大量文献的基础上,对目前常用的码分多址扩频序列进行了分析研究,总结了它们的优缺点。m序列随机性和相关性好,但可用码组较少；Gold序列是由m序列优选对获得,克服了m序列的缺点,但同时丢失了m序列的部分优点,如游程特性,平衡性；Walsh序列具有很好的互相关性,但对系统同步性要求很高,且序列码组较少,只能取2的指数次方个本文在扩频序列的要求和已有序列的基础上,提出类正交矩阵的产生方法和基本原理,重点研究了三种产生方法：用m序列产生的方法、基于穷举法和贪心算法的产生方法及矩阵扩展方法,并重点研究了上述算法用集成电路仿真和实现的问题。在此基础上,和已有的CDMA扩频序列进行了比较,得出类正交矩阵的序列数目多于m序列和Walsh序列,且具有更好的正交性。并用类正交矩阵的序列(类正交矩阵的矢量)代替Walsh序列作为CDMA系统的扩频地址码,进行了仿真验证,结果表明：在误码率一定的条件下,互相关较弱的类正交矩阵的序列完全能够应用于CDMA系统,并通过matlab软件平台对其进行了理论验证,给出了较理想的仿真结果示意图。本文最后研究了保密通信有关技术,具体介绍了保密通信中的几种编码体制,提出类正交矩阵保密通信系统,给出了理论证明和仿真结果,从结果中,分析了该系统的可行性和保密性能。既然类正交矩阵能够用于数字保密通信,在模拟语音传输系统中,也可以采用数字加密的方法,对模拟信号数字化后进行加密再转化为模拟信号进行传输。所以本文对语音保密体制进行了分析,提出用类正交矩阵对语音进行加密,并对这样的模拟语音系统进行了仿真,从频域和听觉上分析了结果的正确性,实验证明该方法在频域加密是完全可行的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 码分多址移动通信
• 1.2 CDMA编码技术
• 1.3 CDMA的突出优点
• 1.4 保密通信
• 1.5 课题的研究意义及主要工作
• 第2章 CDMA编码序列
• 2.1 扩频通信概述
• 2.2 m序列
• 2.2.1 m序列的产生
• 2.2.2 m序列的性质
• 2.3 Gold序列
• 2.3.1 Gold序列的产生
• 2.3.2 Gold序列的互相关性
• 2.4 Walsh序列
• 2.4.1 Walsh序列的产生
• 2.4.2 相关性
• 2.5 多种扩频序列的比较
• 第3章 类正交矩阵
• 3.1 离散序列类正交定义
• 3.2 特征方程法产生类正交矩阵
• 3.2.1 m序列类正交矩阵的产生
• 3.2.2 最大似然选择器（MLSS）
• 3.3 基于穷举法的类正交矩阵产生
• 3.3.1 基于穷举法的类正交矩阵产生
• 3.3.2 类正交矩阵的性质
• 3.3.3 矩阵数量和大小的影响因素
• 3.4 基于贪心算法的类正交矩阵产生
• 3.4.1 基于贪心算法的类正交矩阵产生
• 3.4.2 基于贪心算法的类正交矩阵特性分析
• 3.5 类正交矩阵的扩展
• 3.5.1 组合扩展
• 3.5.2 乘积扩展
• 3.6 本章小节
• 第4章 类正交矩阵在CDMA系统中的扩频研究
• 4.1 Walsh序列CDMA通信系统仿真
• 4.1.1 Walsh扩频通信系统
• 4.1.2 Walsh序列的CDMA系统仿真
• 4.2 类正交矩阵在CDMA通信系统中的扩频研究
• 4.2.1 类正交矩阵
• 4.2.2 类正交扩频通信系统
• 4.2.3 序列的互相关性对扩频系统的影响
• 4.3 本章总结
• 第5章 类正交矩阵在保密通信中的研究
• 5.1 保密通信
• 5.2 保密通信的密码体制
• 5.2.1 分组密码体制
• 5.2.2 矩阵加密体制
• 5.2.3 序列密码
• 5.3 类正交矩阵保密通信系统研究
• 5.3.1 类正交矩阵保密系统性能的影响因素
• 5.3.2 类正交矩阵循环加密系统
• 5.4 类正交语音保密系统研究
• 5.4.1 正交矩阵语音加密
• 5.4.2 类正交加密
• 5.5 本章总结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 论文的后续工作
• 附录A
• 参考文献
• 在读期间发表的学术论文及研究成果
• 致谢