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随着信息技术的飞速发展,人们对无线通信中信息传输的完整性和安全性有了更高的要求,而混沌数字键控技术能够在一定程度上满足保密通信的要求。差分混沌移位键控(Differential Chaos Shift Keying,DCSK)是混沌数字调制技术中的典型代表之一。该技术利用有着特殊性质的混沌信号作为携带数据信息的载波信号,不仅实现电路简单,而且不需要混沌同步。因此,混沌键控通信技术引起了研究人员的高度关注。然而,采用传输-参考(Transmitted-Reference,T-R)方式传输信息致使DCSK的信息传输速率较低、保密性较差。针对DCSK技术存在的缺陷,本论文研究了以下几种不同的解决方案:1.针对DCSK信息传输速率低的问题,研究了无信号间干扰的相关延迟-差分混沌移位键控(Correlation Delay-Differential Chaos Shift Keying,CD-DCSK)通信系统。借鉴相关延迟移位键控(Correlation Delay Shift Keying,CDSK)发射机利用加法器的思想,将其与DCSK技术相融合,以达到提升信息传输效率的目的。为了解决新系统比特误码率(Bit Error Rate,BER)性能较差的问题,借助一种能够产生两路正交信号的混沌信号发生器,消除新系统产生的载波信号间干扰。采用高斯近似(Gaussian Approximation,GA)法分析了新系统理论上的BER性能,并利用仿真实验验证了理论分析的结果。结果表明:相对于相同条件下的DCSK系统,新系统的信息传输速率提升了50%。2.针对短参考差分混沌移位键控(Short Reference Differential Chaos Shift Keying,SR-DCSK)系统数据传输速率较低的缺陷,研究了短参考多用户差分混沌移位键控(Short Reference Multi-User Differential Chaos Shift Keying,SR-MU-DCSK)通信系统。利用Walsh码的正交性同时传输多个用户的信息,以大幅提高数据传输的速率。采用GA法对其BER性能进行了理论分析,并利用仿真实验验证了理论分析的结果。结果表明:SR-MU-DCSK系统在传输速率方面有了较大提高,且能量效率也得到了显著提升。3.为解决DCSK系统信息速率低和BER性能差的问题,研究了高速差分混沌移位键控(High Rate Differential Chaos Shift Keying,HR-DCSK)通信系统。将发送的信号帧由2个时隙扩展为3个时隙,并利用希尔伯特变换技术使得一帧发送信号可调制4 bit数据信息。采用GA法对HR-DCSK系统的BER性能进行了理论分析,并利用仿真实验验证了理论分析的结果。结果表明:与相同条件下的DCSK系统和HE-DCSK系统相比,HR-DCSK系统的信息传输速率和BER性能有了显著提升。此外,还研究了基于HR-DCSK系统的多输入多输出高速差分混沌移位键控(Multiple Input Multiple Output High Rate Differential Chaos Shift Keying,MIMO-HR-DCSK)通信系统。将HR-DCSK调制技术与多天线技术结合以大幅提升HR-DCSK系统的BER性能。采用GA法对MIMO-HR-DCSK系统的BER性能进行了理论分析,并利用仿真实验验证了理论分析的结果。结果表明:收发端天线数量越多,系统BER性能越好;与相同条件下的MIMO-DCSK系统和MIMO-HE-DCSK系统相比,MIMO-HR-DCSK系统在信息速率和BER性能方面均有显著提升。