一种改进差分混沌键控通信系统设计毕业设计论文(编辑修改稿)

一种改进差分混沌键控通信系统设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

学本科毕业设计（论文） 4 如今，如何围绕这四大类混沌通信系统进行理论分析、仿真和研究，已经成为通信界热切关注的重点之一。 在这四大类混沌通信中，混沌键控占有重要的地位，具有较大的发展前景与应用价值。 由于混沌信号对初始条件的敏感性，现今要利用信道传输实现混沌同步，进行可靠地的通信 ,仍然有非常大的困难。 由于非相干混沌通信不需要混沌同步，因此，它成 了现今国际国内研究的重点之一。 在多种非同步通信中， DCSK具有极强的鲁棒性，同事它有利于了混沌信号在时域和频域图中的相似的噪声特性，起到了隐藏信号的目的，因此 DCSK成为了在混沌通信界重点研究的方向之一。 第二节 国内外研究现状 1983年，蔡少棠教授首次提出了蔡氏电路，它是到目前今为止一直是研究混沌现象的重要模型之一。 其优点在于简单系统却能产生非常复杂的行为，许多关于混沌的研究是在蔡氏电路的基础上。 其在混沌领域内占有非常重的地位。 使人们能从电路的角度较为方便地对混沌通信进行研究；蔡氏电路现今已是研究混沌通信 领域的先驱者。 1987年， 蔡少棠教授 介绍了识别及分析混沌行为的基本方法，给出了一些解释和预测混沌的属性工具，实现了对复杂非线性现象和混沌理论从属性抽象到实际电路硬件实验研究的转变，为以后进一步研究混沌奠定了基础。 上世纪九十年代初期，美国三大物理学家 Ott, Grebogi, Yorke合作研究实习了对混沌的控制，美国科学家 Pecora 和 Carroll第一次用电子线路实现了对混沌的同步。 这一研究，打破了传统中混沌运动是一种危险的运动这一观念。 研究结果表明，混沌不仅可以驾驭并且控制，且还可以作为信息传输与处 理的动力学基础，使混沌理论在通信中应用成为可能。 1992年，在“ International Journal of Bifurcation and Chaos”期刊上关于混沌掩盖通信的研究，在混沌通信方面开辟了一个新的研究领域。 之后，国际上相继提出了多种混沌通信方式与理论，致使混沌通信成为现代通信领域的一个新分支，现如今，由于混沌通信的不断发展，它已经成为本世纪通信领域的一个重要研究方向。 上世纪九十年代中期以来，我国许多单位都在进行这方面的研究。 并且已经取得一定的研究成绩。 如今混沌越来越受到中国学者的重视。 混沌通信在我国乃至全世界都是一个新型的课题，尤其在混沌应用领域还有待进一步的深入研究。 重庆邮电大学本科毕业设计（论文） 5 通信是未了传递消息，例如把地点 A的消息传输到地点 B，或者把地点 A 和地点 B的消息双向传输。 实现通信的方式很多。 随着科技的发展，目前电通信方式已是使用最广泛的方式通信方式。 即用电信号携带所要传递的消息，然后经过各种电信道进行传输，达到通信的目的。 电信号由一个地方向另一地方传输需要通过媒质，按照媒质的不同通信方式可以分为两大类：有线通信和无线通信。 无论是有线通信还是无线通信，为了实现消息的传递和交换，都需要一定的技术设备和 传输媒质。 为完成通信任务所需要的一切技术设备和传输媒质所构成的总体称为通信系统。 通信系统的一般模型如图 所示。 图中信源即原始电信号的来源，它的作用是将原始消息转换为相应的电信号。 这样的电信号一般称为消息信号或基带信号。 二、通信系统分类 通信系统可以分为两类：模拟通信系统和数字通信系统。 模拟通信系统的模型方框图如图 所示。 发送设备一般说来包括调制、放大、天线等，这里只画了一个调制器，目的是为了突出调制的重要性。 同样接收设备只画了一个解调器。 这样，图 就是一个最简化的模拟通信系统模型。 三、 数字通信系统的优点 数字通信系统模型如图。 这里的发送设备包括信源编码、信道编码和调制三部分。 信源编码是对模拟信号进行编码，得到相应的数字信号，而信道编码则是对数字信号进行再次编码，使之具有自动检错或纠错的能力。 数字信号对载波进行调制形成数字调制信号，高质量的数字通信系统才有信道编码部分。 目前，无论是模拟通信还是数字通信，在通信业务中都得到了广泛的应用，但是，数字通信更能适应对通信技术越来越高的要求。 数字通信越来越成为当代通信系统的主流。 这是由于与模拟通信相比，数字通信有如下优点： 1．抗干扰能力强 、抗噪声性能好。 在远距离传输中，各中继站可以对数字信号波形进行整形再生而消除噪声的积累。 此外，还可以通过采用差错控制编码方法进一步改善传输质量。 2．易加密，保密通性好。 3．设计和制造更容易，通信设备的体积小、重量轻、功耗低。 4．与现代技术相结合。 数字信号便于处理、存储和交换，便于和计算机相连接，也便于用计算机进行管理。 当然，数字通信的许多优点都是用比模拟通信占据更宽的系统频带而换得重庆邮电大学本科毕业设计（论文） 6 的。 如电话，一般模拟电话只占据 4kHz带宽，但一路数字电话却要占据 20～ 60kHz的带宽。 因此数字通信中频带利用率不高。 随着信息技术的发展，有待传输的数据量不断增加，传输可靠性和保密性要求越来越高，所以实际工程中宁可牺牲系统频带而要采用数字通信。 至于在频带较多的场合，比如毫米波通信、光通信等，当然都选择数字通信了。 第三节 本章小结 本章节主要是 对 混沌通信 目前已有的研究结果 进行简单的 介绍，包括 混沌通信 的发展背景 ， 其次就是国内外研究现状，以及我们对于现在要去攻克的难题的提出。 而本文，我们挑选了 一种 差分混沌通信 进行详细介绍，具体会在第 二 章介绍，其他的方法也会简单提到原理。 本章作为研究背景为后续章节提供了研究必要性及研究方 向性的阐述。 重庆邮电大学本科毕业设计（论文） 7 第二章 现有的混沌通信方案 第一节 DCSK 通信方案 一、 DCSK 通信原理 DCSK 系统的发送端，每一比特信息由 2段相同长度的混沌信号组成，第一段为参考信号，第二段为信息信号。 信息信号与先前的参考信号相同还是相反，取决于当前比特符号是 “ 1” 还是 “ 0”。 当传输的是 “ 1” 时信息信号与参考信号为两段一样的同向信号。 假设传输的是 “ 0” 时发送端两段信号反相，即信息信号与参考信号反相。 在接收端接收了参考信号与信息信号后，送入与之相关的计算机，计算这两段信号的相关特性，根据相关特性的正负进行信息恢复，相关 特性大于零，则信息信号为“ 1”；反之，相关特性小于零则信息信号为“ 0”。 DCSK 系统原理图如图。 图 图 DCSK系统框图 差分混沌键控通信 是目前研究最多的键控通信系统，其系统电路结构简单，误码率低，抗干扰能力强，这些优点都非常适用于实际系统的传输。 DCSK系统尤为明显的优点是其在有噪信道或者无噪信道下，它的判决门限值都为 0，并且由于参考信号和信息信号要经过同一信道，故 DCSK的调制方式对信道畸变不敏感，并且在参数变化比较慢（在 M 内 相对为常数）的时变信道中具有较好的性能。 但重庆邮电大学本科毕业设计（论文） 8 DCSK最主要的缺点是传输速率只有其他系统的一半 ,因为系统在一个信号传输周期内，其中发送不含信息的参考信号用去了半个信号传输时间，系统带宽利用率和数据的传输速率都随之降低，而且该通信信道发送的信息信号只有携带信息信号和参考信号的同相和反相的区别，所以信道的安全性较低，发送的信息被获取后通过分析很容易破译出传输信号。 二、 DCSK 在高斯白噪声信道下的性能分析 在每个信息比特时间间隔  Ttt ii , 内 发送 M2 （ M2 为扩频系数）个离散样值，发送机先发送长度为 M 的混沌序列 错误 !未找到引用源。 作为参考信号，接着发送序列 错误 !未找到引用源。 (参考序列与信息序列 错误 !未找到引用源。 的相乘得到的序列 ), 从发送端输出的每一比特信号 错误 !未找到引用源。 由参 考信号和信息信号组成 ,表示为 :   MiMxbMixsMiiii 2,0, () 接收机通过相关器恢复出码元信息， 错误 !未找到引用源。 （接收信号 )和 错误 !未找到引用源。 (时延为 M )在 M区间内进行相关，相关输出 Z的表达式 如下：  Mi MiirrZ 1 () 其中，接收信号 iii nsr  ， in 是均值为 0的加性高斯白噪声，相关输出 Z可以改写成           Mi MiiilMiMilMi MiMiii nnnbnxxbnsnsZ 1 11 211 （ ） 该式中前一项 为有用信号，后一项代表信道噪声产生的影响，因其为均值为零的随机噪声。 故这种情况下，接。