基于水文自动测报系统的无线混沌直扩系统研究

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1、摘要水文自动测报系统的主要通信方式是基于超短波(VHF)中继的通信方式。超短文自动测报系统的地理分布性决定了无线通信在该系统中的复杂性和重要性。当前，中国水波中继信道以直视路径传播为主，同时存在地面折射路径对直射信号产生干涉，造成多径干扰。这种干扰使得信号传输的误码率上升，系统可靠性下降。另外，传统的调幅、调频等通信方式亦存在易受干扰、误码率高等缺点，在信道环境恶劣的汛期往往不能满足水文数据传输的要求。本文在对超短波中继信道进行分析的基础上，将混沌直扩通信应用于水文自动测报系统中去。文中所述方法利用混沌直接扩频通信的通信方式来实现水文数据的传输，即将随机性能较强的混沌序列作为扩频码与抗

2、干扰性较强的直接扩频通信相结合，应用于水文自动测报系统中去。在数字混沌序列方面，本文验证了混沌扩频序列由于数字化所产生的有限精度效应、截短所造成的性能下降，同时对目前的改进方法，主要是加扰法，进行效果分析，并对利用软件高精度计算实现数字混沌序列产生器的方法进行了探讨。最后本文对数字混沌序列进行了优选，在超短波中继信道模型上的仿真结果表明混沌直扩通信相比于非扩频的BPSK通信在误码率方面明显较低；相对于线性扩频码(Gold序列)，同样误码率较低。关键词：水文自动遥测系统超短波中继通信直接扩频通信数字混沌序列软件高精度计算ABSTRACT骶lesscommunicationplaysake

3、yrolein也eAutomaticHydrologicTelemeteringSystem(AHTS)becameofthesystem’Sfeatureaboutgeographicdistribufion．NowadaysthemajorcommunicatingmodeoftheA／ITSinChinaiStheVHFRelayChanneI(VHF-RC)．11持multipathinterference．resultedfrominterferingbetweenthesignalsoftheLineofSight几os)andthelineofgroundreflecti

4、oninVHF—RC，makesBitErrorRateofdatatransmissionincreasedandsystemreliabilityattenuatcd．Besides。仃aditionalmodes，suchasAMandFMwithoutspreadspectrum，cannotmeetrequirementsofhydrologicdatatransmissionintheadversecircumstancesduringthehigh-waterortideseasoll，sinCOthOSemodesareeasilyinterferedandhavehi

5、ghBitErrorRate．BasedontheanalysisofvHF．RC，themethodofapplyingChaosDirectSequenceSpreadSpectrumCommunicationfCDS．ssc)toAHTShasbeenstudiedanddiscussedinthisthesis．IIlthiSmethod，CDS-SSC，whichcombinesChaosSequences(CS)ofhighrandqualitywithDS—SSexcellinginresistinginterferences。iSusedtorealizethetran

6、smissionofhydrologicdata．ThefiIliteprecisioneffectbroughtbythedigitalrealizationofCSandthedeteriorationoftheSequence’Spropertiescausedbyinterceptionhavebeenstudied．Moreover，afteranalyzingtheeffectoftheexistingwaystoimprovetheperformanceofCS，especiallytheperturbation,theeffectnessofakindofChansSe

7、quenceGeneratorbymeansofSoftwareHigh-PrecisionComputation(Sl-iPc)hasbeendiSSCUSSed．Finally,wimtheoptimizedchaossequences．也eresuItsofset,raresimulationonVHF—RCindicatesthatDS-SSoutbalancestheBPSKsystemwithoutspreadspectrumdue