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基于相干CSK技术的数字通信系统的分析研究

作　者: 谢丽君
导　师: 张重雄；卓陈祥
学　校: 南京理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 混沌数字通信系统混沌位移键控法相干信道均衡器
分类号: TN918.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 38次
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内容摘要

随着电信与因特网技术的蓬勃发展,信息的传递与交流也愈来愈迅速、方便,但在开放的网络中如何确保信息传输的安全性将是一重要课题。近年来有些学者欲利用随机的载波信号来载送数据,使得信号在载波过程中仍有类似加密的动作,更不容易让传送中的数据遭到第三者的攻击(包括数据的窃取或解密等等)。混沌数字通信系统是传统通信系统的扩展,最大不同是使用了混沌信号作为传输的载波信号,有对初始值敏感、轨迹难以预测等特性,将其应用于信息传输上可以得到很好的保密效果,再加上密码学中所用的公开金匙的观念,可防止窃密者的攻击及入侵,确实有效提高通信系统的安全性。本论文主要探讨应用混沌同步混沌产生器和实时混沌位移键控法的概念于多路存取数字混沌通讯系统。首先介绍数字混沌通讯系统相关概述,包含混沌信号特性、混沌系统、数字混沌通讯系统架构等。其次建构了基于相干混沌位移键控(Chaos Shift Keying, CSK)的混沌数字通信系统。其中CSK系统利用适应滤波器CSK作为观测器来进行解调；而相干CSK系统的解调技巧是使用传统的混沌位移键控的方法,利用混沌信号本身正交的统计特性解调,但其解调所需的混沌信号是采用两个混沌系统Lorenz系统驱动Chua’s系统所产生,本论文模拟仿真了该架构并分析其在单、多用户和有信道效应下传输信号的效率。最后实时传送实际影像于该系统中,探讨在具有信道效应及外部噪声干扰等条件下传输性能的情况,并在信道中加入一适应滤波器设计以改善信道所造成的误差,提升传输效率,还有在单用户和多用户情况下性能的比较与分析,最后观察接收端回复影像的状况。本论文对所提出的混沌数字通信系统的BER性能图和实际传送影像数据的结果,透过数值模拟进行分析与评估,结果证实此系统架构确实具有可行性,能够为未来数字通讯的应用做参考。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
1 绪论  9-15
  1.1 研究背景及意义  9-10
  1.2 国内外研究背景  10-13
  1.3 论文研究内容  13-14
  1.4 论文章节安排  14-15
2 混沌通信系统理论  15-29
  2.1 数字通信系统简介  15
  2.2 混沌系统(Chaotic Systems)  15-21
    2.2.1 混沌理论  15-18
    2.2.2 Lorenz混沌系统  18-19
    2.2.3 Chua's混沌系统  19-21
  2.3 混沌同步  21-22
  2.4 混沌数字通信系统架构分析  22-24
  2.5 混沌调制和解调  24-29
    2.5.1 CSK调制  25-26
    2.5.2 CSK相干解调  26-27
    2.5.3 CSK非相干解调  27-29
3 基于相干CSK的混沌数字通信系统的设计方案  29-37
  3.1 相干CSK混沌数字通信系统的分析  29
  3.2 相干CSK混沌数字通信系统的架构设计  29-34
    3.2.1 系统架构设计  29-31
    3.2.2 混沌同步系统设计  31-32
    3.2.3 相干CSK系统调制  32-33
    3.2.4 相干CSK系统解调  33-34
  3.3 信道系统架构设计与性能分析  34-37
    3.3.1 信道系统架构  34-35
    3.3.2 性能分析  35-37
4 基于相干CSK的数字通信系统的仿真实现  37-58
  4.1 相干CSK系统的单用户设计仿真  37-45
    4.1.1 混沌同步的模拟  37-40
    4.1.2 单用户-无通信信道干扰的仿真  40-43
    4.1.3 单用户-多通信信道干扰的仿真  43-45
  4.2 相干CSK系统的多用户设计仿真  45-51
    4.2.1 多用户-无通信信道干扰的仿真  45-48
    4.2.2 多用户-多通信信道干扰的仿真  48-51
  4.3 相干CSK系统与其他通信系统的性能比较  51-52
  4.4 实际图像传输通信的结果比较  52-58
5 总结与展望  58-59
致谢  59-60
参考文献  60-64
附录  64-69

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