论文部分内容阅读
随着二十一世纪通信技术的迅猛发展,从3G的面世到4G的研发,人们对个人移动通信的要求越来越高,第三代移动通信技术中基于扩频技术的CDMA所具有的优越性也受到越来越多的关注。扩频通信与常规通信系统相比,具有较强的抗人为干扰、窄带干扰和多径干扰能力与信息隐藏以及多址保密通信等优点,因此在军事通信、移动通信等领域得到了广泛的应用。而扩频序列的优劣将直接影响扩频通信系统性能的好坏,因此选用扩频序列成为了改善扩频通信系统的关键所在。传统扩频码主要有m序列、Gold序列等,其虽具有良好的随机性,但存在复杂度低、保密性差、同一码族序列数目少等缺点。
混沌现象是非线性科学最重要的成就之一,它具有的类随机、初值敏感等特性使得混沌在保密通信领域具有很好的潜在应用前景,特别是用于伪随机扩频码的产生方面:混沌信号具有类噪声、宽带连续频谱等特性,正好符合扩频通信中对扩频码的需求;另外,利用混沌系统对初值的敏感性可以得到为数众多且不相关的扩频序列,又正好满足了码分多址的要求。而超混沌系统具有两个或两个以上正的Lyapunov指数,比一般低维混沌系统具有更复杂的混沌行为。本文利用超混沌系统生成扩频码,并应用于保密通信领域的扩频通信中,主要研究工作包括以下部分:
1.分析了超混沌系统的优越性,设计了一个新超混沌系统,并研究了它的混沌行为。通过EWB(模拟电子电路设计软件)对该超混沌系统进行了电路实现,验证了实验仿真结果与理论分析是一致的;
2.提出了一种利用新超混沌系统产生扩频序列的方法。该方法利用本文四维超混沌系统的特点,将四维空间映射到复平面上,求出各复数点的模值均值作为量化函数门限值,从而构造出优于传统PN(伪随机)序列的超混沌扩频序列,用于改善扩频通信的性能;
3.分析了超混沌扩频二进制序列的平衡性、相关性和保密性,并与Gold序列、混沌序列对比,验证其优越性;通过实验否认了根据混沌保密通信中常规思想利用驱动-反馈控制同步法实现超混沌扩频通信系统的可行性,并通过仿真证明了通过信令传输超混沌初始值ID和当前用户对应扩频码产生时刻点来完成超混沌扩频通信的正确性和有效性;最后,以误码率(BER)作为性能分析指标,对比Gold码、随机码、混沌扩频码和超混沌扩频码的BER仿真曲线,进一步验证了将超混沌序列代替传统方案中的扩频码可以更大限度地发挥扩频通信的优势。