扩频通信系统中混合混沌序列扩频码的仿真与研究

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在通信技术高速发展的今天,扩频技术因其良好的抗干扰能力、低截获性及多址能力等优点得到了广泛的关注。而影响扩频技术的一个关键在于扩频码的选择。在实际应用中常见的扩频码包括m序列,Gold序列等序列。这些扩频码虽然具有良好的相关性及随机性,但是它们的周期性使得码组的数量受到了限制。随着通信用户数量的增加,对伪随机序列的数量需求越来越大,传统的扩频码已经不能满足多用户的要求。最近几年的研究表明混沌序列具有码组丰富、抗截获能力强等优点,因而也常用作扩频码。然而单一混沌映射在平衡特性和随机性等方面存在不足。本文针对上面的这些问题,提出了一种产生新的混沌序列的方法。本文主要研究的内容是如何利用多种常见的一维混沌系统进行组合,产生新的混沌序列。有感于Gold序列发生器的结构,本文采用异或的方式将两个混沌系统组合起来,形成一个新的混合混沌系统。通过仿真分析单一映射混沌系统的性能,合理地选择适当的混沌系统,然后将其组合成一个新的混合混沌系统。接着对由混合系统生成的混沌序列进行研究分析。同时,在MATLAB/Simulink平台下,设计一个直扩系统的模型,并验证了混合混沌序列作为扩频码的可行性。本文首先介绍了课题研究的背景、意义和相关理论的研究现状,然后从理论依据、主要参数以及主要优点等方面对扩频系统做了全面性的概述,重点对几种常见的扩频码作了介绍。接着简要阐述对混沌系统的定义、主要特点、分类及重要指标-Lyapunov指数,之后对单一混沌序列的相关性能做了仿真分析,研究结果表明可将改进型Logistic混沌系统与Chebyshev混沌系统组合成一个新的混合混沌系统。然后通过软件仿真,证明相较于其他序列,混合混沌序列具有更加优良的相关性能。其次在分析这种混合混沌序列的相关性能的基础上,将其应用于直接序列扩频通信系统。仿真结果显示无论是在单用户或是在多用户前提下,混合扩频序列均能大大的改善系统性能,证明了本文提出的新方法能够产生性能良好的扩频码。最后,根据前面的研究结果,设计了一个直扩系统模型,并对其内部模块及其参数设定做了详细介绍。通过对系统的Simulink模型仿真,进一步验证了新的混合混沌序列可代替单一的混沌序列作为扩频码。在本文的最后,总结了全文的主要内容,并指出了本文需要进一步完善和研究的内容。
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