差分混沌键控系统关键技术研究.pdf

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1、博博博士士士学学学位位位论论论文文文差分混沌键控系统关键技术研究RESEARCHONKEYTECHNOLOGIESOFDIFFERENTIALCHAOSSHIFTKEYINGSYSTEMS李李李书书书营营营哈哈哈尔尔尔滨滨滨工工工业业业大大大学学学2015年年年7月月月国内图书分类号：TN929.53学校代码：10213国际图书分类号：654.1密级：公开工工工学学学博博博士士士学学学位位位论论论文文文差分混沌键控系统关键技术研究博士研究生：李书营导师：吴芝路教授副导师：赵雅琴教授申请学位：工学博士学科：信息与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔

2、滨工业大学ClassifiedIndex:TN929.53U.D.C:654.1DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringRESEARCHONKEYTECHNOLOGIESOFDIFFERENTIALCHAOSSHIFTKEYINGSYSTEMSCandidate:LiShuyingSupervisor:Prof.WuZhiluAssociateSupervisor:Prof.ZhaoYaqinAcademicDegreeAppliedfor:DoctorofEngineeringSpecialty:InformationandCommun

3、icationEngineeringAffiliation:SchoolofElectronicsandInformationEngineeringDateofDefence:July,2015Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology摘要摘要随着现代军事战争与高科技相结合越来越紧密，作为信息化战场的重要环节，单兵系统是从人、机、环境三方面考虑、规划与设计的人机系统。作为单兵系统的一个重要组成部分，单兵便携通信系统的基本要求是高保密、高可靠、高速率、高稳定度、低功耗等。差分混沌键控（DifferentialChaosShi

4、ftKeying,DCSK）系统采用传输——参考方式，把参考载波信号和信息载波信号都发送给接收用户，并且接收机无需信道估计就可以恢复出目标信息。因此，DCSK系统不仅保留了混沌信号良好的相关性、宽带性、类噪声性、保密性等特性，还具有截获概率低、抗多径干扰能力强、误码率较低、系统结构简单、易于工程实现等特点。所以，DCSK系统在单兵便携通信环境下具有较强的竞争力和重大的研究价值。本文以单兵便携通信系统中传输视频、语音、地图等保密信息为研究背景，以DCSK系统为主要研究内容，为了增强DCSK系统抗多径干扰能力、提高DCSK系统频谱效率和能量效率、解决接收机需要延时电路问题，本文主要完成的工作

5、包括以下四部分。（1）研究差分混沌键控系统中混沌序列的产生。分析基于细胞神经网络的六细胞系统，提出一种超混沌系统筛选算法，筛选出一系列具有超混沌特性的细胞神经网络系统。针对直接产生的混沌序列性能不稳定问题，提出一种超混沌序列筛选算法。通过对序列的随机特性、自相关以及互相关特性筛选后，能够得到具有良好性能的超混沌扩频序列，有效提高系统的误码率性能和保密性能，为下一步DCSK系统的研究奠定基础。（2）设计基于多输入单输出（Multiple-InputandSingle-Output,MISO）的差分混沌键控系统。针对系统可达到的最大速率受到调制方式限制的问题，借鉴单输入多输出DCSK系统中的

6、Walsh-DCSK系统思想，提出基于组解码的信号叠加复用算法。达到提高系统可达到的最大传输速率的目的。为了满足单兵便携通信系统中视频传输的需求，借鉴两用户干扰信道和X信道中空时分组编码（SpaceTimeBlockCode,STBC）设计方法和模拟STBC-DCSK系统设计思想，针对DCSK系统传输速率低、无法抵抗深度衰落问题，以及模拟STBC-DCSK系统无法扩展问题，设计具有非均匀错误保护特性的MISO-DCSK系统。为了进一步提升MISO-DCSK系统误码率性能，设计改进型MISO-DCSK系统。MISO-DCSK系统的每个STBC码字结构中的信息比特误码率不同，可以-I-哈尔滨

7、工业大学工学博士学位论文看作是先天性的非均匀错误保护特性，这种特性与视频的嵌套特性相吻合，可以应用于单兵便携通信系统中视频传输。（3）研究基于正交频分复用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,OFDM）的差分混沌键控系统。针对OFDM系统中逐次组解码策略解码复杂度高的问题，提出一种混合组解码算法，即在逐次组解码和最小均方误差解码算法间切换，达到降低解码复杂度的目的。为了满足单兵便携通信系统