混沌数字调制使用非周期的宽带混沌信号取代传统数字调制中的正弦载波,具有抗干扰能力强,抗多径衰落,通信安全性高,低功耗及低硬件成本等特点。针对现有的载波索引差分混沌移位键控系统存在能量效率、频谱效率偏低的问题,本文提出三种多路载波索引差分混沌移位键控调制系统。本文的主要工作如下。(1)基于现有的载波索引差分混沌移位键控系统,提出无极性调制的两路载波索引差分混沌移位键控调制系统,在相同的载波上完成两次索引调制,实现载波资源的重复利用,在提高比特传输速率的同时提升系统的频谱效率。为了避免两路载波索引调制信号之间互相干扰,两路载波索引调制分别使用正交的信号(即,混沌信号与其希尔伯特变换信号)作为参考。分析系统的比特误码率性能、能量效率、频谱效率以及系统复杂性。借助蒙特卡罗仿真,验证理论性能分析的准确性。结果表明本系统具有比现有的载波索引差分混沌移位键控系统更低的系统复杂性、更好的比特误码率性能,以及更高的能量效率和频谱效率。(2)为进一步提高系统(1)的比特传输速率,将极性调制引入(1)中的系统,提出两路载波索引差分混沌移位键控调制系统,其每一路的数据不仅通过载波的索引进行传递,而且通过信号的极性进行传递。分析新系统的比特误码率性能、能量效率、频谱效率以及系统复杂性。借助蒙特卡罗仿真,验证理论性能分析的准确性。与系统(1)相比,本系统在能量效率相同的情况下,具有更高的频谱效率和更低的系统复杂性。仿真结果表明本系统具有更好的比特误码率性能。(3)为进一步提高(1)和(2)中系统的能量效率和频谱效率,提出三路载波索引差分混沌移位键控调制系统,利用层间互为参考的方式,分两层实现三路载波索引调制。与(1)和(2)中提出的系统不同,三路载波索引差分混沌移位键控去掉了传统意义上的参考信号(即,每层传输的信号既携带本层的信息比特又是另一层的参考信号),可以大幅提高系统的能量效率。分析新系统的比特误码率性能、能量效率、频谱效率以及系统复杂性。借助蒙特卡罗仿真,验证理论性能分析的准确性。与(1)和(2)中的系统相比,新系统具有更高的能量效率和频谱效率。仿真结果表明本系统具有更好的比特误码率性能。载波索引调制不仅能够简化系统的硬件结构,而且在能量效率、频谱效率以及比特误码率性能方面具有不可比拟的优势,因此,研究基于载波索引调制的混沌数字调制系统,具有重大的理论和实践意义。