超宽带混沌通信技术是一种利用混沌信号的特殊性质,如宽频谱、低截获率和高保密性,来实现高速、安全的通信方式。本文主要针对超宽带混沌信号的生成、超宽带混沌通信系统的构建、调制方式和多址访问策略等方面进行了深入研究。
文章介绍了混沌系统的基本特性,包括其分类、研究方法和混沌信号的描述。离散和连续混沌信号的生成方法是研究的重点,特别提到了对数字混沌驱动级联Colpitts振荡电路的改进,以产生满足超宽带定义的混沌信号。这种方法生成的信号具有宽阔平坦的类噪声频谱,且同步性得到了验证,增强了信号的鲁棒性。
文章探讨了不同类型的混沌通信系统,包括相干和非相干解调系统,如混沌差分键控(DCSK)和调频混沌差分键控(FM.DCSK)。针对FM-DCSK系统,作者提出了一种改进方案,通过分析加性高斯白噪声信道中的误码率,表明改进后的系统降低了同步要求,同时减少了解调过程中的噪声影响。
此外,针对DCSK多址通信的问题,即用户共享同一时隙导致的多址干扰和参考信号与数据信号不匹配的问题,文章提出了一个新的跳时多址方案。该方案利用伪随机跳时码为每个用户分配不同的时隙,确保参考信号和数据信号同步跳变,从而优化了抗多径性能并降低了误码率。
接着,针对跳时脉位调制(TH.PPM)的缺点,如功率谱分量集中和多址干扰,文章引入了基于Tent映射的混沌脉位调制(CPPM)超宽带系统。CPPM方式的功率谱密度分析显示,它能提供更均匀的功率分布,降低对其他通信系统的干扰,同时具有更高的保密性和更低的截获概率。
为了提高混沌通信系统的速率,文章提出了一种利用超宽带混沌信号作为载波的多路并行传输系统,仿真结果表明该系统在高传输速率下仍能保持低误码率。
文章讨论了超宽带FM-DCSK系统和多比特FM-DCSK系统在多径信道下的性能,并提出了一种超宽带频分复用混沌差分键控(FDM.DCSK)系统。FDM-DCSK系统在相同的误码率条件下,相比于DCSK系统,信噪比可降低3到4dB,同时提供了更高的传输速率。
这篇博士论文详尽地研究了超宽带混沌通信的关键技术和潜在应用,为提高通信系统的安全性、速率和抗干扰能力提供了创新的解决方案。关键词包括混沌通信、超宽带、差分混沌键控和多址通信。