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混沌通信在低功耗和低复杂度方面引起了广泛的关注,其优良的抗衰落和防窃听能力使得应用于无线通信领域。差分混沌移位键控(Differential Chaos Shift Keying,DCSK)由于其结构简单,良好的误码性能成为混沌数字调制中经典的调制技术。DCSK系统摒弃了混沌移位键控(Chaos Shift Keying,CSK)需要同步载波的传输方式,取而代之的是传输-参考(Transmitted-Reference,T-R)方式。T-R传输方式使得DCSK系统通过参考时隙传输混沌载波,但由此降低了DCSK系统的传输速率。基于此本文提出了三种改进方案,并使用高斯近似(Gaussian Approximation,GA)法作为推导理论误码率的工具,将Monte Carlo实验作为仿真实验方法。本文主要的工作将从以下几个方面展开:1.由于DCSK系统参考时隙不传输信息所导致的传输效率不高的问题,对此研究一种高速差分混沌移位键控(High Rate DCSK,HR-DCSK)通信系统。该方案使用相关延迟移位键控(Correlation Delay Shift Keying,CDSK)的思想并降低参考时隙长度,从而达到提高传输速率的目的。发射端采用归一化的混沌序列映射,使得每比特混沌序列的能量保持恒定。接收端使用相关解调方式,并用两条独立的电路同时解调传输比特。将HR-DCSK系统放在加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise,AWGN)背景下分析并推导其误码率以及最佳参考时隙长度,用Monte Carlo仿真对其进行验证,同时与三种经典的调制方式进行误码性能比较。2.为了进一步提高HR-DCSK系统的数据传输速率,进而提出了短参倍速差分混沌移位键控(Short Reference Multiple Rate DCSK,SRMR-DCSK)通信方案。该方案是HR-DCSK系统的一般情况,将HR-DCSK系统的帧结构进行了扩展。利用GA法推导出SRMR-DCSK系统在AWGN信道中的误码率公式以及在不同传输比特下的最优参考序列长度。进一步对SRMR-DCSK方案在多输入单输出(Multiple Input and Single Output,MISO)中的可实施性进行了研究。在研究MISO-SRMRDCSK通信系统误码性能时主要将其放入多径Rayleigh信道中进行分析,同时研究各参数对系统性能的影响。3.针对上述两种改进方案存在误码性能不理想的问题,对此研究正交多码DCSK(Orthogonal Multiple Code DCSK,OMC-DCSK)方案。设计方案利用Hadamard矩阵结合Kronecker运算。在该系统中,随着传输比特数的增加参考信号的长度会逐渐降低,相较于传输相同比特的DCSK系统提高了数据传输速率。设计该混沌信号发射机,消除传输比特间的干扰,同时所有的数据信号共用一段参考信号,有效降低了平均比特能量。利用GA法推导出OMC-DCSK系统在多径Rayleigh信道中的误码率公式,并进行仿真和对比实验。