基于动态双频同步的单用户混沌跳频通信技术研究

论文摘要

跳频通信是扩展频谱通信中的一种,跳频技术以其良好的抗干扰性,抗衰落性,低截获概率及多址组网能力在现代军事通信及民用移动通信中得到了广泛的应用。一个跳频系统能否正常运行,最关键的是要实现跳频序列的码元同步,本文针对跳频系统中存在的精确伪码同步的难题,设计了一种基于混沌序列的动态双频同步方案,首次将跳频序列的安全性纳入密码学安全性分析的范畴,该方案建立在密码理论的Kerckhoff假设基础之上,系统的同步完全依赖于混沌序列的初值即初始密钥,与同步的算法、系统的结构没有关系,而且动态双频同步方案实现了频率之间的无缝连接,与传统的同步方法相比具有本质区别。本文利用MATLAB/SIMULINK仿真平台,建立了一个单用户的动态双频同步方案仿真模型,基于切延迟椭圆反射腔映射混沌系统（TD-ERCS）,利用余弦映射及对偶频带法产生了性能良好的宽间隔混沌跳频序列;以DDS和VCO为频率合成器,实现了动态双频同步仿真。在与传统的m序列相位搜索捕获同步方案进行比较与性能分析后,得到的结论是动态双频同步方法同步时间很短,误码率基本为零,在性能上优于传统的跳频同步方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景、意义
• 1.2 混沌通信的研究现状
• 1.2.1 模拟混沌通信
• 1.2.2 数字混沌通信
• 1.2.3 混沌跳频通信
• 1.3 论文的研究内容及结构安排
• 第二章 跳频通信系统概况
• 2.1 跳频通信的原理
• 2.2 数学模型
• 2.3 跳频系统的关键技术
• 第三章 混沌跳频通信系统的同步方法研究
• 3.1 传统的基于m序列的同步方法
• 3.1.1 跳频特点
• 3.1.2 滑动相关捕获原理
• 3.1.3 m序列搜索捕获同步过程
• 3.1.4 m序列搜索捕获同步仿真结果
• 3.2 动态双频跳频同步方法
• 3.2.1 动态双频同步原理
• 3.2.2 动态双频同步特点
• 3.2.3 动态双频同步过程
• 3.2.4 动态双频同步仿真结果
• 3.3 分析与比较
• 3.4 本章小结
• 第四章 混沌跳频序列发生器
• 4.1 基于TD-ERCS系统的混沌序列
• 4.2 混沌跳频码序列的设计与实现
• 4.2.1 余弦函数法
• 4.2.2 宽间隔优化
• 4.2.3 S函数仿真实现
• 4.3 本章小结
• 第五章 跳频频率合成器
• 5.1 直接式数字频率合成技术（DDS）
• 5.1.1 DDS工作原理
• 5.1.2 DDS设计与仿真
• 5.2 压控振荡器的仿真实现
• 5.3 分析讨论
• 第六章 混沌跳频同步方案总体设计与仿真实现
• 6.1 m序列捕获的混沌跳频同步仿真
• 6.1.1 仿真模型
• 6.1.2 仿真结果
• 6.2 混沌动态双频跳频同步仿真
• 6.2.1 仿真模型
• 6.2.2 仿真结果
• 6.3 同步性能分析与比较
• 6.3.1 同步时间
• 6.3.2 误码率
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果