混合混沌擴(kuò)頻序列的生成與性能分析

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1、哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文混合混沌擴(kuò)頻序列的生成與性能分析姓名：王征申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：信號(hào)與信息處理指導(dǎo)教師：盧志茂20110311 混合混沌擴(kuò)頻序列的生成與性能分析摘要現(xiàn)代通信系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。設(shè)計(jì)出數(shù)量足夠多的、具有優(yōu)良相關(guān)特性的擴(kuò)頻碼是??的技術(shù)基礎(chǔ)，以滿足多用戶的需求。現(xiàn)有普遍應(yīng)用在??系統(tǒng)中的地址碼是混沌現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和混沌理論的成熟為擴(kuò)頻序列的研究提供了新思路。混沌現(xiàn)象是一種在非線性系統(tǒng)中出現(xiàn)的確定類隨機(jī)過程，這種現(xiàn)象具有非周期、不收斂和對初值具有高度敏感性的特點(diǎn)。利用混沌映射可以產(chǎn)生數(shù)量眾多具有優(yōu)良相關(guān)特性的偽隨機(jī)序列。代

2、表，對序列的平衡性、相關(guān)性及旁瓣峰值和均方值進(jìn)行了仿真分析。在上述研究的基礎(chǔ)上，編制優(yōu)選算法對混沌序列進(jìn)行優(yōu)選，并將優(yōu)選序列應(yīng)用到??的系統(tǒng)模型中，???????珹??信道模型下的單用戶和多用戶的誤碼率性能。仿真結(jié)果表明，上述混沌序列適合作為??通信系統(tǒng)中的地址碼。在對混沌序列性能分析的基礎(chǔ)上，針對傳統(tǒng)單峰映射生成擴(kuò)頻序列復(fù)雜度低，抗截獲性能差的缺陷，本文提出了一種利用串聯(lián)結(jié)構(gòu)的混合映射模型產(chǎn)生混沌擴(kuò)頻序列的方法，并對序列的相關(guān)性、平衡性以及游程性進(jìn)行了仿真分析。在序列的優(yōu)選上，給出了一種根據(jù)初值區(qū)域來產(chǎn)生源序列作為搜索目標(biāo)的方法，然后將優(yōu)選

3、序列應(yīng)用于??系統(tǒng)中仿真。結(jié)果表明，由這種混合映射模型產(chǎn)生的混沌擴(kuò)頻序列具有優(yōu)良的性能和較高的保密性。關(guān)鍵詞：混沌序列；串聯(lián)結(jié)構(gòu)：混合映射；?? ??????????????????瑆??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????．???????????????????．????????????瑀??????????瑃???????????????????????????甌???????????????????????????

4、??琣??????????????．???????????????????????????????????????．???????????? 混合混沌擴(kuò)頻序列的生成與性能分析????????????篊??? 緒論??本文研究的目的及意義擴(kuò)頻技術(shù)的最初構(gòu)想是在第二次世界大戰(zhàn)期間形成的，其最初的應(yīng)用包括軍事抗干擾通信、導(dǎo)航系統(tǒng)、抗多徑實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)以及其它領(lǐng)域。在這些領(lǐng)域中，跳頻與直接序列擴(kuò)頻?虺浦崩?是應(yīng)用最多的擴(kuò)頻方式。跳頻方式主要在軍事通信中對抗故意干擾，在衛(wèi)星通信中也用于保密通信，而直擴(kuò)則起源于導(dǎo)航系統(tǒng)中的高精度測距，無繩電話的成功應(yīng)用是在民用

5、通信系統(tǒng)中應(yīng)用的第一次成功經(jīng)歷，碼分多址的應(yīng)用則使得擴(kuò)頻通信技術(shù)成為當(dāng)今通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。碼分多址???擴(kuò)頻通信技術(shù)目前已經(jīng)發(fā)展到了第三代，它具有抗干擾、保密、抗偵破和抗衰落等特點(diǎn)。在??系統(tǒng)中，所有用戶在同一時(shí)間同一頻段內(nèi)工作，每個(gè)用戶都被分配一個(gè)唯一的擴(kuò)頻碼，利用各個(gè)擴(kuò)頻碼間較低的互相關(guān)值來區(qū)分不同的用戶。因此，??系統(tǒng)性能的好壞取決于起擴(kuò)展頻譜作用的擴(kuò)頻序列的性能。獨(dú)立、均勻分布的隨機(jī)序列是擴(kuò)頻序列的理想模型，但它們難以應(yīng)用在實(shí)際擴(kuò)頻系統(tǒng)中的原因是產(chǎn)生困難、無法有效控制等。因此人們在偽隨機(jī)序列的設(shè)計(jì)與選擇方面已易于硬件實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)

6、是可用碼組序列數(shù)目較少，序列復(fù)雜度低，保密性差等?；煦缋碚摰奶岢?，是與相對論、量子力學(xué)同被列為二十世紀(jì)最偉大發(fā)現(xiàn)的一次科學(xué)革命?；煦缡且环N非線性的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，混沌現(xiàn)象是在非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中出現(xiàn)的具有確定性的、類隨機(jī)性的過程，其周期無限長、有界且不收斂，并且對初始值具有極其敏感的依賴性【?俊?? ??混沌學(xué)的起源和發(fā)展非線性科學(xué)是??研究非線性現(xiàn)象共性的基礎(chǔ)科學(xué)。它的主要內(nèi)容是研究有序與無和?瓵．???⒈砹說諞黃6曰煦繒?獎(jiǎng)硎齙穆畚摹癙?????，提出了“周期?毯?煦紜??乃枷耄?喲艘院螅?癈??”一次被正式使用?；煦鐚W(xué)是認(rèn)為世界是一個(gè)無序與有序

7、的統(tǒng)一，確定性與隨機(jī)性的統(tǒng)一，簡單性與復(fù)雜性的統(tǒng)一，穩(wěn)定性與不穩(wěn)定性的統(tǒng)一，完全性與不完全性的統(tǒng)一，自相似性與非相似性的統(tǒng)一的世界。正如混沌科學(xué)的倡導(dǎo)者?????所說：“?世紀(jì)科學(xué)界將永遠(yuǎn)銘記隨著混沌理論的發(fā)展與成熟，學(xué)者們紛紛探索混沌在通信中的應(yīng)用。在?世紀(jì)?年代末，香農(nóng)指出，為了實(shí)現(xiàn)最有效的通信，希望利用隨機(jī)噪聲，而利用隨機(jī)噪聲的難點(diǎn)是它難加重復(fù)產(chǎn)生和處理。混沌系統(tǒng)則可以克服這一困難，因?yàn)樗梢蕴峁┍姸?，非相關(guān)而又確定又可再生的信號(hào)，因此，混沌具有廣闊的發(fā)展前景。?年代以來，國際上混沌通信理論與技術(shù)的形成和發(fā)展經(jīng)歷了具有歷史意義的三件大事

8、：而簡單的混沌震蕩電路，簡稱蔡氏電路【?】。?甅．???和?甃．???首次利用驅(qū)動(dòng)．響應(yīng)法實(shí)現(xiàn)兩個(gè)混沌系統(tǒng)的同步，這使混沌理論應(yīng)體制及其理論與方法，是混沌通信成為現(xiàn)