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混沌通信中的扩频序列设计及在多普勒频移下的载波恢复
作 者: 陈聪慧
导 师: 方景龙
学 校: 杭州电子科技大学
专 业: 计算机应用技术
关键词: 扩频通信 混沌映射 混沌扩频序列 载波恢复 多普勒频移 Costas环
分类号: TN914.42
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
在数字通信中,扩频通信可以有效的利用带宽和功率,并且具有一定的安全性能。混沌理论是近年来非线性科学的重要研究内容。混沌扩频通信作为当前通信邻域的研究热点之一,有着广阔的应用前景。而在通信系统的接收端,如何准确快速的恢复载波是一个永恒的课题。本文以微弱信号检测项目为背景,着重提出了一种混合混沌扩频序列设计方法,以及在Simulink中对载波恢复关键环节——Costas环进行了仿真实验。首先介绍了战场的通信环境和通信技术,以及混沌扩频通信在战场保密通信中的应用前景。同时介绍了混沌扩频序列基本理论,混沌理论的发展历程,混沌的几种定义、性质,三种常用的混沌映射,以及混沌映射的数字量化方法。其次在前人对混沌映射数字量化的基础上,总结单一混沌映射产生扩频序列的缺点,重点提出了一种混合的混沌扩频序列产生方法,通过大量的实验获得混合系统的参数,使产生的混沌扩频序列不但服从均匀分布,而且可以通过严格的Diehard随机性能测试,这种性能是单一混沌扩频序列所不具备的。再次介绍了扩频通信中在多普勒频移条件下载波恢复的重要性,锁相环技术在载波恢复中的运用,Costas环原理以及基于Costas环的几种辅助载波捕获方法。最后在Simulink中对Costas环进行了详细的仿真实验,先从固定频偏和相偏开始,再结合项目中要求的参数进行多普勒频移进行实验,所得到的跟踪结果是令人满意的。
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全文目录
摘要 5-6 ABSTRACT 6-9 第一章 绪论 9-16 1.1 战场通信环境和通信技术 9-10 1.2 混沌扩频通信 10-13 1.3 载波恢复概述 13-15 1.4 本文的工作和章节安排 15-16 第二章 混沌扩频序列基本理论 16-27 2.1 混沌理论发展 16-17 2.2 混沌的定义 17-19 2.2.1 Li-Yorke定义 17-18 2.2.2 Devaney定义 18-19 2.3 混沌的性质 19-21 2.3.1 Lyapunov指数 19-20 2.3.2 不动点、稳定点 20 2.3.3 相关函数 20-21 2.3.4 不变测度 21 2.3.5 功率谱密度 21 2.4 混沌映射 21-24 2.4.1 Logistic映射 22-23 2.4.2 Tent映射 23-24 2.4.3 Chebyshev映射 24 2.5 混沌映射的量化 24-27 2.5.1 混沌映射的L比特量化 25-27 第三章 混沌扩频序列设计 27-44 3.1 单一混沌映射扩频序列设计 28-31 3.1.1 Chebyshev映射扩频序列设计 28-30 3.1.2 Tent映射扩频序列设计 30-31 3.2 混合混沌映射扩频序列设计 31-44 3.2.1 Logistic映射与Tent映射相结合 32-38 3.2.2 混合Logistic映射 38-40 3.2.3 混合Tent映射 40-44 第四章 多普勒频移下的载波恢复 44-61 4.1 锁相环 44 4.2 COSTAS环及其应用 44-49 4.2.1 Costas环载波恢复原理 44-47 4.2.2 数字匹配滤波器辅助捕获 47 4.2.3 FFT辅助捕获 47-49 4.2.4 一种载波同步方法 49 4.3 COSTAS环的SIMULINK仿真 49-61 4.3.1 固定频偏和相偏实验 51-57 4.3.2 多普勒频移实验 57-61 第五章 总结与展望 61-63 致谢 63-64 参考文献 64-67 附录: 作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目 67-68 详细摘要 68-72
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信系统(传输系统) > 跳频与扩展频谱通信系统 > 扩频通信
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