基于dcsk的混沌数字调制研究

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1、单位代码：10293密级：公开博士学位论文论文题目：基于DCSK的混沌数字调制研究D0040934学号杨华姓名蒋国平教授导师信息安全学科专业复杂动态网络与信息安全技术研究方向工学博士申请学位类别2014年7月论文提交日期万方数据ResearchonChaoticDigitalModulationsBasedonDCSKDissertationSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofDOCTOROFPHILOSOPHYByYangHuaSupervisor

2、:Prof.JiangGuopingJuly2014万方数据注：（论文定稿时，此页直接删除，不要打印）南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。研究生签名：_____________日期：_

3、___________南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名：____________导师签名：____________日期：_____________万方数据摘要差分混沌移位键控（DifferentialChaos

4、ShiftKeying，DCSK）技术使用非周期的宽带混沌信号充当载波，在完成数字调制的同时实现频谱扩展。它不但保留了传统扩频通信系统的低截获概率和减轻多径效应等特性，而且还具有保密性好、电路简单、峰均比小、无需信道估计和扩频码同步、非常适合在多用户环境中抑制用户间干扰等独特优势，因而具有良好的应用前景。由于花费约一半的时间和功率传输不含任何数据信息的混沌载波充当参考信号，DCSK通信系统在比特传输速率、数据安全性和比特误码率（BitErrorRate，BER）性能等方面存在一定的缺陷。为寻求上述问题的可行解决方案，本文借助高斯近似法、数值积分法、准确

5、性能分析法和MonteCarlo仿真等工具，对基于DCSK的混沌数字调制技术展开深入研究。本文主要工作和贡献包括以下几个方面：（1）为提高DCSK系统的比特传输速率，提出双倍速差分混沌移位键控（DoubleBitRateDifferentialChaosShiftKeying，DBR-DCSK）通信方案。将用来分析多址相干正反极性混沌移位键控通信系统BER性能的准确性能分析法应用于DBR-DCSK系统BER性能分析，采用高斯近似法、数值积分法和准确性能分析法分别在加性高斯白噪声（AdditiveWhiteGaussianNoise，AWGN）信道和Ra

6、yleigh平衰落信道条件下推导出新系统的理论BER公式。借助MonteCarlo仿真验证理论分析结果，分析混沌序列长度对系统BER性能的影响，并完成与其他系统抗噪声性能的比较。分析与仿真结果表明：与DCSK相比，DBR-DCSK具有更好的数据保密性和更高的比特传输速率，在一定信噪比条件下还可以获得约1dB的BER性能提升。（2）研究相关策略减弱、消除判决变量中信号内干扰分量对DBR-DCSK系统BER性能的不利影响。首先，设计一种简单的算法减小判决变量中的信号内干扰并构建相应接收机。新提出的算法利用接收到的参考信号估计/重构判决变量中的信号内干扰分量

7、，从判决变量中去除该干扰分量后再完成最终的门限判决。使用准确性能分析法研究新接收机在AWGN信道中的BER性能并完成相关MonteCarlo仿真。结果表明：新接收机在一定信噪比条件下可以提高DBR-DCSK系统的BER性能；加入噪声抑制环节后，新接收机可以在任意信噪比条件下大幅改善DBR-DCSK系统的BER性能；上述BER性能的改善会随信噪比的增大而增大。其次，提出一种无信号内干扰的DBR-DCSK调制方案，通过改变混沌载波的构造方式，使信息时隙内同时传输的两路已调混沌信号严格正交，彻底去除DBR-DCSK系统判决变量中的信号内干扰。利用数值积分法和

8、MonteCarlo仿真研究新系统在AWGN信道条件下的BER性能。理论分析与仿真结果表明：无