混合混沌扩频序列的生成与性能分析

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文混合混沌扩频序列的生成与性能分析姓名：王征申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：卢志茂20110311 混合混沌扩频序列的生成与性能分析摘要现代通信系统中有着广泛的应用。设计出数量足够多的、具有优良相关特性的扩频码是��的技术基础，以满足多用户的需求。现有普遍应用在��系统中的地址码是混沌现象的发现和混沌理论的成熟为扩频序列的研究提供了新思路。混沌现象是一种在非线性系统中出现的确定类随机过程，这种现象具有非周期、不收敛和对初值具有高度敏感性的特点。利用混沌映射可以产生数量众多具有优良相关特性的伪随机序列。代

2、表，对序列的平衡性、相关性及旁瓣峰值和均方值进行了仿真分析。在上述研究的基础上，编制优选算法对混沌序列进行优选，并将优选序列应用到��的系统模型中，�������珹��信道模型下的单用户和多用户的误码率性能。仿真结果表明，上述混沌序列适合作为��通信系统中的地址码。在对混沌序列性能分析的基础上，针对传统单峰映射生成扩频序列复杂度低，抗截获性能差的缺陷，本文提出了一种利用串联结构的混合映射模型产生混沌扩频序列的方法，并对序列的相关性、平衡性以及游程性进行了仿真分析。在序列的优选上，给出了一种根据初值区域来产生源序列作为搜索目标的方法，然后将优选

3、序列应用于��系统中仿真。结果表明，由这种混合映射模型产生的混沌扩频序列具有优良的性能和较高的保密性。关键词：混沌序列；串联结构：混合映射；�� ������������������瑆����������������������������������������������������������������������������������．�������������������．������������瑀����������瑃���������������������������甌���������������������������

4、��琣��������������．���������������������������������������．������������ 混合混沌扩频序列的生成与性能分析������������篊��� 绪论��本文研究的目的及意义扩频技术的最初构想是在第二次世界大战期间形成的，其最初的应用包括军事抗干扰通信、导航系统、抗多径实验系统以及其它领域。在这些领域中，跳频与直接序列扩频�虺浦崩�是应用最多的扩频方式。跳频方式主要在军事通信中对抗故意干扰，在卫星通信中也用于保密通信，而直扩则起源于导航系统中的高精度测距，无绳电话的成功应用是在民用

5、通信系统中应用的第一次成功经历，码分多址的应用则使得扩频通信技术成为当今通信领域的研究热点。码分多址���扩频通信技术目前已经发展到了第三代，它具有抗干扰、保密、抗侦破和抗衰落等特点。在��系统中，所有用户在同一时间同一频段内工作，每个用户都被分配一个唯一的扩频码，利用各个扩频码间较低的互相关值来区分不同的用户。因此，��系统性能的好坏取决于起扩展频谱作用的扩频序列的性能。独立、均匀分布的随机序列是扩频序列的理想模型，但它们难以应用在实际扩频系统中的原因是产生困难、无法有效控制等。因此人们在伪随机序列的设计与选择方面已易于硬件实现的优点，缺点

6、是可用码组序列数目较少，序列复杂度低，保密性差等。混沌理论的提出，是与相对论、量子力学同被列为二十世纪最伟大发现的一次科学革命。混沌是一种非线性的动力学系统，混沌现象是在非线性动态系统中出现的具有确定性的、类随机性的过程，其周期无限长、有界且不收敛，并且对初始值具有极其敏感的依赖性【�俊�� ��混沌学的起源和发展非线性科学是��研究非线性现象共性的基础科学。它的主要内容是研究有序与无和�瓵．���⒈砹说谝黄6曰煦缯�奖硎龅穆畚摹癙�����，提出了“周期�毯�煦纭��乃枷耄�哟艘院螅�癈��”一次被正式使用。混沌学是认为世界是一个无序与有序

7、的统一，确定性与随机性的统一，简单性与复杂性的统一，稳定性与不稳定性的统一，完全性与不完全性的统一，自相似性与非相似性的统一的世界。正如混沌科学的倡导者�����所说：“�世纪科学界将永远铭记随着混沌理论的发展与成熟，学者们纷纷探索混沌在通信中的应用。在�世纪�年代末，香农指出，为了实现最有效的通信，希望利用随机噪声，而利用随机噪声的难点是它难加重复产生和处理。混沌系统则可以克服这一困难，因为它可以提供众多，非相关而又确定又可再生的信号，因此，混沌具有广阔的发展前景。�年代以来，国际上混沌通信理论与技术的形成和发展经历了具有历史意义的三件大事

8、：而简单的混沌震荡电路，简称蔡氏电路【�】。�甅．���和�甃．���首次利用驱动．响应法实现两个混沌系统的同步，这使混沌理论应体制及其理论与方法，是混沌通信成为现