差分混沌移位鍵控通信系統(tǒng)傳輸特性研究.pdf

1、以用戶為中心構建全方位的信息生態(tài)系統(tǒng)，已成為以移動互聯網和物聯網為主要驅動力的第五代移動通信服務未來社會的新模式。眾所周知，短距離無線通信技術是構成物聯網的重要組成部分，而超寬帶(UWB)技術是短距離無線通信中最具競爭力的通信技術。隨著物聯網應用領域的拓展和用戶對末稍端感知信息的需求增加，在物聯網末稍端的信息感知網絡中應用UWB技術具有重要的意義。基于此，面向UWB物理層算法，以提高調制技術的頻譜效率和能量效率為目的，本文圍繞差分混沌移

2、位鍵控(DCSK)傳輸特性進行了系統(tǒng)的研究，本文的主要工作包括以下幾個方面:
　　(1)基于信息論中的信息傳輸理論，推導了差分相干檢測下DCSK傳輸系統(tǒng)、相干檢測和能量檢測下基于Walsh碼的M元DCSK傳輸系統(tǒng)的信道容量，為DCSK傳輸系統(tǒng)中容量可達的編碼設計和自適應傳輸奠定了理論基礎。數值積分結果表明了非相干檢測（包括差分相干檢測和能量檢測）下DCSK傳輸系統(tǒng)的最優(yōu)編碼碼率受到擴頻因子、調制維度和信道類型等因素的影響。

3、　　(2)針對DCSK系統(tǒng)頻譜效率和能量效率低下的問題，基于多分辨率(MR)調制理論，提出了一種低復雜度的MR-DCSK系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠在不犧牲帶寬的情況下同時傳輸具有不同優(yōu)先級的多個子信息流以滿足各自子信息流的誤碼率(BER)需求。理論和仿真結果表明:與DCSK和多載波DCSK(MC-DCSK)系統(tǒng)相比，在相同帶寬下，MR-DCSK系統(tǒng)及其多載波方案提高了頻譜效率和能量效率，且具有更優(yōu)越的抗多徑衰落性能。該工作推動了混沌調制進入了傳統(tǒng)

4、通信的框架，具有里程碑意義。
　　(3)針對基于相位星座空間的M元DCSK(M-DCSK)調制能量效率降低的問題，基于方形星座理論，提出了一種低復雜度的M元差分正交幅度混沌移位鍵控(M-DQACSK)系統(tǒng)。理論分析與仿真結果表明:與M-DCSK系統(tǒng)相比，盡管M-DQACSK系統(tǒng)的復雜度和峰值平均功率比(PAPR)性能略有提高、頻譜效率略有降低，但在相同的平均發(fā)射功率下，M-DQACSK系統(tǒng)獲得可觀的性能增益，如64-DCSK和64

5、-DQACSK系統(tǒng)之間的性能差距達到5dB以上。以功率譜密度和BER性能為設計準則，驗證了DQACSK調制在UWB系統(tǒng)應用中的可行性及性能優(yōu)勢。
　　(4)基于信號處理中的最大似然(ML)理論，在多徑瑞利衰落信道下，推導了面向DCSK系統(tǒng)的數據輔助(DA)、非數據輔助(NDA)和聯合DA-NDA等三種信噪比(SNR)估計器。為了衡量SNR估計器的有效性，推導了全數據輔助(FDA)估計器和NDA估計器的克拉美-勞下界(CRLBs)。