差分混沌鍵控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代軍事戰(zhàn)爭(zhēng)與高科技相結(jié)合越來(lái)越緊密，作為信息化戰(zhàn)場(chǎng)的重要環(huán)節(jié)，單兵系統(tǒng)是從人、機(jī)、環(huán)境三方面考慮、規(guī)劃與設(shè)計(jì)的人機(jī)系統(tǒng)。作為單兵系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，單兵便攜通信系統(tǒng)的基本要求是高保密、高可靠、高速率、高穩(wěn)定度、低功耗等。差分混沌鍵控（Differential Chaos Shift Keying,DCSK）系統(tǒng)采用傳輸——參考方式，把參考載波信號(hào)和信息載波信號(hào)都發(fā)送給接收用戶，并且接收機(jī)無(wú)需信道估計(jì)就可以恢復(fù)出目標(biāo)信息。因此，

2、DCSK系統(tǒng)不僅保留了混沌信號(hào)良好的相關(guān)性、寬帶性、類噪聲性、保密性等特性，還具有截獲概率低、抗多徑干擾能力強(qiáng)、誤碼率較低、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于工程實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。所以，DCSK系統(tǒng)在單兵便攜通信環(huán)境下具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力和重大的研究?jī)r(jià)值。
　　本文以單兵便攜通信系統(tǒng)中傳輸視頻、語(yǔ)音、地圖等保密信息為研究背景，以DCSK系統(tǒng)為主要研究?jī)?nèi)容，為了增強(qiáng)DCSK系統(tǒng)抗多徑干擾能力、提高DCSK系統(tǒng)頻譜效率和能量效率、解決接收機(jī)需要延時(shí)電路問(wèn)題，本

3、文主要完成的工作包括以下四部分。
　?。?）研究差分混沌鍵控系統(tǒng)中混沌序列的產(chǎn)生。分析基于細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的六細(xì)胞系統(tǒng)，提出一種超混沌系統(tǒng)篩選算法，篩選出一系列具有超混沌特性的細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。針對(duì)直接產(chǎn)生的混沌序列性能不穩(wěn)定問(wèn)題，提出一種超混沌序列篩選算法。通過(guò)對(duì)序列的隨機(jī)特性、自相關(guān)以及互相關(guān)特性篩選后，能夠得到具有良好性能的超混沌擴(kuò)頻序列，有效提高系統(tǒng)的誤碼率性能和保密性能，為下一步DCSK系統(tǒng)的研究奠定基礎(chǔ)。
　?。?）

4、設(shè)計(jì)基于多輸入單輸出（Multiple-Input and Single-Output,MISO）的差分混沌鍵控系統(tǒng)。針對(duì)系統(tǒng)可達(dá)到的最大速率受到調(diào)制方式限制的問(wèn)題，借鑒單輸入多輸出DCSK系統(tǒng)中的Walsh-DCSK系統(tǒng)思想，提出基于組解碼的信號(hào)疊加復(fù)用算法。達(dá)到提高系統(tǒng)可達(dá)到的最大傳輸速率的目的。為了滿足單兵便攜通信系統(tǒng)中視頻傳輸?shù)男枨?，借鑒兩用戶干擾信道和X信道中空時(shí)分組編碼（Space Time Block Code,STBC）

5、設(shè)計(jì)方法和“模擬”STBC-DCSK系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想，針對(duì)DCSK系統(tǒng)傳輸速率低、無(wú)法抵抗深度衰落問(wèn)題，以及“模擬”STBC-DCSK系統(tǒng)無(wú)法擴(kuò)展問(wèn)題，設(shè)計(jì)具有非均勻錯(cuò)誤保護(hù)特性的MISO-DCSK系統(tǒng)。為了進(jìn)一步提升MISO-DCSK系統(tǒng)誤碼率性能，設(shè)計(jì)改進(jìn)型MISO-DCSK系統(tǒng)。MISO-DCSK系統(tǒng)的每個(gè)STBC碼字結(jié)構(gòu)中的信息比特誤碼率不同，可以看作是“先天性”的非均勻錯(cuò)誤保護(hù)特性，這種特性與視頻的嵌套特性相吻合，可以應(yīng)用于單兵便

6、攜通信系統(tǒng)中視頻傳輸。
　　（3）研究基于正交頻分復(fù)用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）的差分混沌鍵控系統(tǒng)。針對(duì)OFDM系統(tǒng)中逐次組解碼策略解碼復(fù)雜度高的問(wèn)題，提出一種混合組解碼算法，即在逐次組解碼和最小均方誤差解碼算法間切換，達(dá)到降低解碼復(fù)雜度的目的。為了滿足單兵便攜通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)男枨?，針?duì)DCSK系統(tǒng)頻譜效率低和能量利用率低、接收機(jī)需要延時(shí)電路以及無(wú)法抵抗

7、深度衰落問(wèn)題，設(shè)計(jì)OFDM-DCSK系統(tǒng)。分析OFDM-DCSK系統(tǒng)的能量利用率以及在Nakagami-m信道下的誤碼率性能。
　?。?）研究基于廣義頻分復(fù)用（Generalized Frequency Division Multiplexing,GFDM）的差分混沌鍵控系統(tǒng)。針對(duì)OFDM系統(tǒng)帶外泄露高的問(wèn)題，研究GFDM系統(tǒng)。針對(duì)GFDM系統(tǒng)中不同子載波間存在干擾問(wèn)題，提出Gold-DCSK系統(tǒng)，增強(qiáng)了GFDM系統(tǒng)的魯棒性。為了