本文關(guān)鍵詞：基于OFDM的MIMO非相干混沌擴頻通信研究

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【摘要】：隨著現(xiàn)代無線通信技術(shù)的發(fā)展,人們在不斷提升通信系統(tǒng)可靠性的同時,也越來越關(guān)注通信的安全性和保密性。混沌信號作為一種由確定性方程生成的偽隨機信號,具有非周期性、不可預(yù)測性、與噪聲類似的特性、對初始值極度敏感等優(yōu)點,同時具有較低的功率譜密度和較大的帶寬、良好的隱蔽性、低截獲性和抗干擾性,使得混沌數(shù)字通信在軍事通信、低截獲概率通信等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。在多種混沌調(diào)制方式中,差分混沌相移鍵控系統(tǒng)(DCSK)由于不需要在接收端進行混沌同步,易于實現(xiàn),且具有較好的噪聲性能和魯棒性,受到人們的廣泛研究。本文結(jié)合第四代移動通信系統(tǒng)的核心技術(shù)——MIMO技術(shù)和OFDM技術(shù),提出一種新的混沌通信系統(tǒng),對提高傳統(tǒng)DCSK系統(tǒng)的傳輸效率和誤碼性能進行了研究分析。1.針對DCSK系統(tǒng)在無線衰落信道下性能不理想的缺點,引入MIMO技術(shù),分析了MIMO-DCSK系統(tǒng)在Nakagami-m衰落信道下的性能,推導(dǎo)了基于中心極限定理的高斯近似誤碼率表達式、基于數(shù)值統(tǒng)計的非中心F分布精確誤碼率表達式、基于矩母函數(shù)的閉環(huán)近似誤碼率表達式。仿真結(jié)果表明,MIMO技術(shù)可以有效提升DCSK系統(tǒng)的傳輸性能,三種誤碼率計算方法中,精確誤碼率算法計算量最大,高斯近似誤碼率算法次之,閉環(huán)近似誤碼率算法的計算量最小。但與仿真誤碼率曲線的吻合度則相反,精確誤碼率算法的吻合度最好。2.為提高DCSK系統(tǒng)的頻帶利用率和功率利用率,引入OFDM技術(shù),針對CSK-OFDM系統(tǒng)在多徑衰落信道下誤碼性能差的缺點,提出了多載波混沌鍵控(MC-CSK)系統(tǒng),推導(dǎo)了兩種基于OFDM的非相干混沌擴頻通信系統(tǒng)的理論誤碼率表達式。仿真結(jié)果表明經(jīng)過改進后提出的MC-CSK系統(tǒng)可以有效提高在多徑衰落信道下的誤碼性能。3.為進一步提升MC-CSK系統(tǒng)的性能,將其與MIMO技術(shù)相結(jié)合,分析MIMO-MC-CSK系統(tǒng)在Nakagami-m衰落信道下的性能,推導(dǎo)系統(tǒng)的理論誤碼率表達式。仿真結(jié)果表明,多天線MC-CSK系統(tǒng)獲得的空間分集增益和頻率分集增益明顯,MIMO-MC-CSK系統(tǒng)的性能明顯優(yōu)于本文提到的其他幾種非相干混沌擴頻通信系統(tǒng)。4.對MC-CSK系統(tǒng)進行了整體方案設(shè)計,選擇了CPCI通用信號處理平臺和對應(yīng)的芯片,并進行了定點仿真。定點仿真結(jié)果表明,16位量化和8位長度的仿真曲線與浮點計算的曲線基本吻合;隨著量化長度的降低,偏差變大,1位量化長度時偏差較大。
【關(guān)鍵詞】：非相干混沌擴頻通信 多輸入多輸出 正交頻分復(fù)用 多載波混沌鍵控 Nakagami-m衰落信道 高斯近似誤碼率 精確誤碼率 閉環(huán)近似誤碼率
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN914.42
【目錄】：

• 縮略語對照表9-10
• 摘要10-11
• ABSTRACT11-13
• 第一章 緒論13-18
• 1.1 論文研究背景及意義13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展13-15
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)15-18
• 1.3.1 論文的主要研究內(nèi)容15-16
• 1.3.2 論文章節(jié)安排及組織結(jié)構(gòu)16-18
• 第二章 混沌序列及混沌擴頻通信18-29
• 2.1 混沌序列及其相關(guān)特性18-21
• 2.2 混沌相移鍵控（CSK）通信系統(tǒng)21-24
• 2.2.1 CSK調(diào)制解調(diào)21-22
• 2.2.2 CSK理論誤碼率及仿真22-24
• 2.3 差分混沌相移鍵控（DCSK）通信系統(tǒng)24-27
• 2.3.1 DCSK原理介紹24-25
• 2.3.2 DCSK系統(tǒng)傳輸性能及仿真25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-29
• 第三章 MIMO非相干混沌擴頻通信29-45
• 3.1 MIMO傳輸信道29-32
• 3.1.1 MIMO傳輸信道模型29-30
• 3.1.2 Nakagami-m衰落信道仿真方法30-32
• 3.2 MIMO-DCSK系統(tǒng)設(shè)計32-34
• 3.3 MIMO-DCSK系統(tǒng)性能分析34-39
• 3.3.1 基于中心極限定理的高斯近似誤碼率計算方法34-35
• 3.3.2 基于數(shù)值統(tǒng)計的非中心F分布精確誤碼率計算方法35-37
• 3.3.3 基于矩母函數(shù)的閉環(huán)近似誤碼率計算方法37-39
• 3.4 Matlab仿真分析39-43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 第四章 MC-CSK非相干混沌擴頻通信45-57
• 4.1 MC-CSK擴頻系統(tǒng)設(shè)計46-48
• 4.2 MC-CSK擴頻系統(tǒng)性能分析48-51
• 4.3 Matlab仿真分析51-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第五章 MIMO-MC-CSK非相干混沌擴頻通信57-66
• 5.1 MIMO-MC-CSK系統(tǒng)設(shè)計57-58
• 5.2 MIMO-MC-CSK系統(tǒng)性能分析58-61
• 5.3 Matlab仿真分析61-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 第六章 MC-CSK擴頻通信系統(tǒng)設(shè)計方案66-77
• 6.1 系統(tǒng)整體功能模塊設(shè)計66-68
• 6.1.1 MC-CSK擴頻系統(tǒng)整體設(shè)計66-67
• 6.1.2 混沌信號調(diào)制、解調(diào)單元設(shè)計67-68
• 6.2 硬件實現(xiàn)設(shè)計68-72
• 6.2.1 硬件平臺介紹68-69
• 6.2.2 D/A、A/D轉(zhuǎn)換芯片選取69-71
• 6.2.3 DFT的FPGA實現(xiàn)設(shè)計71-72
• 6.3 定點仿真分析72-75
• 6.4 本章小結(jié)75-77
• 結(jié)束語77-79
• 致謝79-80
• 參考文獻80-84
• 作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果84

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本文編號：1066273