混沌扩频技术在CDMA通信系统中的应用研究

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1、电子科技大学博士学位论文：混沌扩频技术在CDMA通信系统中的应用研究混沌扩频技术在CDMA通信系统中的应用研究(博士论文)学位申请人：王琳导师：虞厥邦教授(电子科技大学)摘要近十年来混沌序列生成作为一种新的扩频通信技术在无线扩频通信系统中的应用受到广泛的研究。目前通过嵌入进实际扩频通信系统如CDMA系统，探讨混沌扩频较传统直扩技术的优势已成为一个关键研究课题，它直接决定了混沌扩频技术能否进入商业化应用。经过综合分析，本论文成功地解决了这一课题，其研究结果如下：I)混沌扩频序列嵌入现存CDMA系统如Qualcomm公司IS一95CDMA(Q—C

2、DMA)系统的可行性；Ⅱ)混沌扩频序列和用于Q—CDMA系统中的m序列统计特性之间的对比分析；m)在不同蜂窝结构下，混沌扩频CDMA系统的误比特率和误帧率仿真分析；1V)用于混沌扩频CDMA系统中的混沌扩频序列的优化设计。L本论文的主要贡献如下：、1)通过修改长地址码和信令消息，基于Logistic映射混沌扩频序列的混沌扩频CDMA系统可做到遵从Is一95协议，并工作正常。此，卟还可实现与m序列后向兼容，这意味着商用化的混沌扩频CDMA系统是可行的，值得在近期内对其进行实际开发。T电子科技大学博士学位论文：混沌扩频技术在CDMA通信系统中的应

3、用研究2)提出了“非周期部分相关函数”概念，使得混沌扩频序列和m序列之间统计特性的比较成为可能。基于Golomb随机性三公设，我们发现了Logistic混沌扩频序列的统计特性在总体上优于m序列。3)设计Logistic混沌扩频CDMA系统(LCSS／CDMA)，在SunSparcUltra60／Solaris2．6和Cadence公司SPW／4．5软件平台上，仿真分析了总体系统性能的两个关键指标：误比特率和误帧率。针对三种典型的无线环境即宏蜂窝、微蜂窝及微微蜂窝信道，LCSS／CDMA系统和Q—CDMA系统之间的仿真结果表明，LCSS／CDM

4、A系统的误比特率和误帧率均优于Q—CDMA系统，这一结果可由前面的理论分析2)得到解释。4)由于在混沌扩频CDMA系统中，各种混沌扩频序列性能各不相同，在将其嵌入实际的扩频通信系统之前，须对其进行优化处理，为改善混沌扩频序列的随机性，我们将李雅普诺夫指数作为目标函数之一．并给出了优化流程图。我们发现，经由此流程图可以有效地从众多混沌扩频序列中为混沌扩频CDMP。系统筛选出合格的候选地址码长码序列。关键词：混沌映射_混沌扩频序列，DS／CDMA，非周期部分相关函数．平衡性，游程特性，Rayleigh多径衰落信道，IMT2000步行信道下，Sal

5、eh室内信道下，误比特率，Liapunov指数H电子科技兀学博士学位论趸：混沌扩频技术在CDMA通信系统中的应用研究——～h—————“————————————————～—-——————————————————————————一ABSTRACTChaoticsequencegeneration，aSanewspreadingspectrumtechnique．hasbeenextensivelyinvestigatedinitsapplicationareaofwirelessspreadingspectrumcommunicationsys

6、temsforneartenyears．CurrentlythestudyofadvantagesofchaoticspreadingsI：ecmam(css)overconventionaldirectspreading(DS)techniquehasbecomeakeytopic、whichwilldecidewhethertheCSScanornotenterthecommercialapplicationthroughbeingembeddedactualspreadingspectrumcormnunicationsystems，s

7、uchasCDMA．Throughcomprehensiveinvestigation，thisthesissuccessfullyprovideasolutiononthetopic，andtheresearchresultsarethefollowing：I)FeasibilityofembeddingaCSSsequenceintoexistingCDMAsystem，suchasQualcommCDMAfQ-CDMA)system；Ⅱ)StatisticcharacteristicscomparisonbetweenCSSsequen

8、cesandmsequenceused．inQ—CDMAsystems；Ⅲ)Simulationanalysisofbiterrorrate(BER)andflam