DCSK混沌数字调制方法及性能分析

DCSK论⽂综述DCSK的综述报告摘要：混沌信号具有内在的宽频、⾮周期、随机性、不可预测以及低成本等优势，使其在通信领域具有⼴泛的应⽤前景。

它⼴泛应⽤扩频通信、多⽤户通信和保密通信等⽅⾯。

由于混沌信号的特性使得混沌数字调制解调在抗噪声和多径衰落信道中具有优势。

由于混沌信号很难实现同步，因此不需要同步的⾮相⼲调制解调技术成为热点，常见的混沌键控技术有CSK、COOK、DCSK和FM-DCSK等。

本⽂介绍混沌信号的特点和四种常见的调制解调⽅式，探索了DCSK的研究现状及发展中的问题及解决⽅式。

关键词：混沌信号；混沌数字调制解调；DCSK；FM-DCSK⼀、前⾔混沌现象是在⾮线性动态系统中出现的确定性的、类似随机的过程，这种过程⾮周期(周期⽆限长)、不收敛但有界，并且对初始值有极其敏感的依赖性。

它可以是由确定性系统产⽣。

是⼀种貌似随机的⾮随机运动，是介于确定和随机之间的⼀种相对稳定的系统状态。

由于具有这些特性，使得混沌信号在通信领域具有⼴泛的应⽤前景，如在扩频通信、多⽤户通信和保密通信等⽅⾯。

由于混沌信号对初值敏感不可长期预测性和⾃正交性等⼀系列特性，使混沌数字调制在⼀些抗噪声和多径衰落中有着其他调制技术所不可⽐拟的优势。

同时由于混沌信号对初始条件的极端敏感性，利⽤信道传输引起畸变的信号驱动接收端系统实现混沌同步，进⾏可靠的通信，仍然存在较⼤。

所以不需要同步的⾮相⼲混沌通信技术成为研究热点。

常见的混沌键控技术有CSK、COOK、DCSK和FM-DCSK.随着对DCSK的研究深⼊，DCSK相关系统不断得到改善和优化，产⽣的问题不断被解决，也有新的技术融⼊DCSK，因此我们有必要对DCSK技术进⾏研究。

⼆、DCSK的产⽣及发展1.1混沌信号的发展历史及特点混沌被认为是⼆⼗世纪继相对论和量⼦⼒学后，物理学的第三次重⼤⾰命。

最早接触到混沌的是⼗九世纪末的法国数学家庞加莱，当时在他的实验中就接触到了混沌，限于当时条件，没有深⼊研究。

基于 MIMO 技术的 DCSK 通信方案的性能分析
王鹤
【期刊名称】《中国新通信》
【年(卷),期】2013(000)013
【摘要】基于 MIMO 技术的 DCSK 通信方案，主要就是指在对于 MIMO 通信技术优势应用的情况下，设计的通过DCSK 通信控制实现的一种 MIMO-DCSK 混沌通信方案。

其中，MIMO 通信技术在通信实现过程中，能够在不增加通信信号带宽以及发射功率的条件下，通过在通信系统的信号发射端以及接收端，进行多个发送天线和接收天线的设置使用，来实现对于通信过程中信道衰落与噪声的控制。

本文主要结合 DCSK 混沌通信系统的通信原理，在进行基于MIMO 技术的 DCSK 通信方案设计实现与仿真分析情况下，实现对于基于 MIMO 技术的 DCSK 通信方案的性能分析与论述。

【总页数】2页(P3-4)
【作者】王鹤
【作者单位】北京信息职业技术学院
【正文语种】中文
【相关文献】
1.MIMO-DCSK通信系统在瑞利衰落信道下的误码性能分析 [J], 张智力;王世练;
2.MIMO-DCSK通信系统在瑞利衰落信道下的误码性能分析 [J], 张智力;王世练
3.基于MIMO技术的DCSK通信方案的性能分析 [J], 何世彪;韩彦净;张青;杨迷
4.基于 STBC 技术的 DCSK 通信系统性能分析 [J], 赵雅琴;李书营;米雪龙;李元元;
吴芝路
5.一种改进的混合DCSK通信方案及性能分析 [J], 王冬光
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混沌参数调制通信方案研究的开题报告一、选题背景及意义：随着移动通信技术的不断发展，越来越多的人开始使用智能手机和其他移动设备进行通信。

然而，随着通信量的增加，通信系统的安全性和稳定性变得越来越重要。

传统的加密算法往往会受到破解攻击，无法保证通信的安全。

因此，需要开发一种新的通信安全方案来保护通信内容的隐私和稳定性。

混沌是一种看似无序但又带有确定性的动态系统。

混沌系统有着极高的敏感性、随机性和复杂性，其难以被破解的特性使其成为一种流行的加密工具。

因此，研究混沌参数调制通信方案可以提高通信的安全性和稳定性，这对保护个人、政府和企业机密信息非常重要。

二、研究目的和内容：研究以混沌系统为基础的参数调制通信方案，以提高系统的安全性和稳定性。

具体研究内容包括：1. 混沌参数调制技术的原理和特点：介绍混沌系统的基本原理，探讨混沌参数调制通信方案的主要特点和应用。

2. 算法设计与实现：根据混沌系统的原理和特点，设计一种可靠、高效的混沌参数调制通信算法，并实现其核心功能。

3. 系统性能分析：对混沌参数调制通信方案进行性能测试和分析，评估其在通信安全性、稳定性和效率方面的表现。

4. 可视化分析与交互设计：使用合适的工具对混沌参数调制通信方案进行可视化分析，优化用户界面，提高用户体验。

三、研究方法和步骤：1. 综述文献，了解混沌参数调制通信方案的研究现状和发展方向。

2. 设计混沌参数调制算法，并利用MATLAB或其他工具进行模拟测试。

3. 在Linux环境下，使用C或C++语言编写混沌参数调制通信程序。

4. 在Visual Studio环境下，使用C#或其他语言开发可视化界面。

5. 进行性能测试和分析，并根据结果优化算法或界面设计。

四、预期成果：1. 提出一种基于混沌系统的参数调制通信方案，并验证其安全性和稳定性。

2. 实现一个通信系统的原型，包括混沌参数调制通信算法和用户界面。

3. 对混沌参数调制通信方案进行系统性能测试和可视化分析，验证其可行性和可靠性。

基于正交混沌载波的多用户 DCSK 系统性能分析张刚;王传刚;张天骐【摘要】现有的多用户差分混沌移位键控（multiple-user differential chaos shift keying，MU-DCSK）算法存在用户间干扰、误码性能不理想等问题。

为了提高误码性能，提出一种基于正交混沌载波的多用户差分混沌移位键控（MU-DCSK based on orthogonal chaotic carrier，OMU-DCSK）通信系统。

该系统通过设计一种正交混沌信号发生器，利用其转换特性和正交特性，有效降低平均比特能量和彻底消除多址干扰。

推导出在瑞利信道中的比特误码率公式并进行仿真。

理论分析和仿真结果表明，OMU-DCSK 在较小牺牲系统复杂性的条件下，有效提高了系统的误码性能。

%There are many defects in existing multi-user differential chaos shift keying (MU-DCSK)sys-tems,such as multi-user interference and undistinguished bit error rate (BER)performance.To improve BER performance,the MU-DCSK based on the orthogonal chaotic carrier (OMU-DCSK)system is proposed.By in-troducing an orthogonal chaotic signals generator,the average bit energy is reduced and multi-user interference components are eliminated.The BER over Rayleigh fading channels is derived and numerous simulations are worked.Theoretical analysis and simulation results show that the proposed system has superior BER perform-ance with a little cost in complexity.【期刊名称】《系统工程与电子技术》【年(卷),期】2017(039)002【总页数】6页(P431-436)【关键词】混沌通信;多用户差分混沌键控;误码率;瑞利衰落信道【作者】张刚;王传刚;张天骐【作者单位】重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室，重庆 400065;重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室，重庆 400065;重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室，重庆 400065【正文语种】中文【中图分类】TN911.3混沌信号产生简单、长期不可预测,且对初值具有高度敏感性,因此在扩频通信中有巨大的应用价值[1-4]。

不同混沌调制方式在基于超宽带系统的体内信道下的性能表现曹学鹏;吕毅博;黄婷婷;王琳【期刊名称】《重庆邮电大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(000)001【摘要】混沌调制（differential chaos shift keying，DCSK）技术应用于超宽带（ultra wideband，UWB）短距离传输系统具有潜在的优势。

提出了分别基于多元 DCSK（M-ary DCSK，M-DCSK）、调频 DCSK（frequency modulation-DCSK， FM-DCSK）和 QCS-DCSK（quadrature code shifted-DCSK）的超宽带无线体内传输系统，分析了提出的基于最新几种混沌调制的超宽带体内传输系统的 BER（bit error ratio）性能，对影响基于混沌调制的超宽带体内传输系统性能的参数积分时间和保护间隔做了理论研究和仿真分析。

通过设置不同的扩频因子，在体内信道下 QCS-DCSK 相比 M-DCSK 及 FM-DCSK 能够确保更好的传输质量，且功率损耗更低。

在给定扩频因子β和信号持续时间 Tc 时，存在能使 QCS-DCSK 系统性能达到最优的保护间隔。

在设定扩频因子β、信号持续时间 Tc 和保护间隔 Tg 时，存在能够使FM-DCSK 系统性能达到最优的积分间隔。

【总页数】6页(P72-77)【作者】曹学鹏;吕毅博;黄婷婷;王琳【作者单位】重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆 400065;厦门大学信息科学与技术学院，福建厦门 361005;厦门大学信息科学与技术学院，福建厦门361005;厦门大学信息科学与技术学院，福建厦门 361005【正文语种】中文【中图分类】TN92【相关文献】1.MBOK调制方式在基于并扩的超宽带系统中的应用 [J], 窦峥;孙立霞;韩宇2.不同调制方式下高斯信道容量的计算 [J], 陈少磊;戴睿;杨俊杰3.一种基于信道盲辨识和盲均衡的多径信道调制方式识别算法 [J], 王彬;葛临东;徐立清;刘媛涛4.一种新的超宽带多用户调制方式:伪混沌编码跳时调制 [J], 孙华明;周正5.基于混沌序列的压缩感知超宽带信道估计 [J], 李皓天;龙敏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

一种改进型DCSK保密通信系统性能分析改进型DCSK（Differential Chaos Shift Keying）保密通信系统是一种基于混沌理论的加密通信系统，在传统的DCSK系统基础上进行了优化和改进。

本文将对改进型DCSK保密通信系统的性能进行分析。

首先，改进型DCSK系统相比于传统的DCSK系统具有较高的抗噪声性能。

在传统的DCSK系统中，噪声对通信性能的影响较大，容易导致传输误码率的增加。

而改进型DCSK系统通过引入传达函数，增加了抗噪声的能力，进而提高了通信系统的稳定性和性能。

该改进使得系统在恶劣的信道环境下仍然能够有效地传输信号，降低了误码率。

其次，改进型DCSK系统的抗多径干扰能力也得到了提升。

传统的DCSK系统在多径传输环境下容易产生时延扩展效应，导致接收端无法正确解调信号。

而改进型DCSK系统通过引入时延平坦传达函数以及频域均衡技术，降低了多径干扰对通信系统性能的影响，提高了系统的鲁棒性。

此外，改进型DCSK系统还具有较强的保密性能。

在传统的DCSK系统中，加密性能较差，容易受到各种攻击手段的破解。

而改进型DCSK系统通过优化混沌映射函数的选择和参数，增加了密钥空间的复杂性，提高了加密强度。

同时，改进型DCSK系统还采用了差分调制技术，进一步增加了攻击者对系统的解码难度，提高了系统的安全性。

此外，改进型DCSK系统还具有较高的传输效率。

传统的DCSK系统在传输过程中需要频繁切换混沌映射函数，导致传输效率较低。

而改进型DCSK系统通过引入自适应切换技术，根据信道状况自动选择合适的混沌映射函数，提高了传输效率。

此外，改进型DCSK系统还采用了高效的码本设计和位分配算法，进一步提高了传输效率。

最后，改进型DCSK系统还具有较好的兼容性和扩展性。

改进型DCSK 系统可以与现有的传统通信系统相兼容，无需更改现有设备和协议，降低了系统的成本和实施难度。

同时，改进型DCSK系统还可以根据不同的通信需求，灵活选择合适的传达函数和混沌映射函数，实现对系统的个性化定制。

基于混沌的DCSK调制方法及性能分析黄乘顺;王少杰;宗鹏【摘要】针对混沌调制实用化过程中存在的问题,提出产生混沌序列的新颖算法及优选准则.介绍CSK和COOK调制模型及DCSK调制解调模型,对DCSK,CSK和BPSK调制模型的性能进行仿真分析与对比.分析CSK和DCSK信号中半个比特周期(T/2)内所产生的混沌样值个数L对CSK和DCSK性能的影响,并介绍一种新颖的DCSK改进型调制方式.研究结果表明:与CSK相比,DCSK调制对信道畸变不敏感并具有更好的噪声特性,在误码率RBE为10-3数量级时可提高信道噪声约3dB;在信噪比(Eb/No)不小于12dB的条件下,DCSK的RBE与CSK的相比小1个数量级以上.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(046)004【总页数】6页(P1268-1273)【关键词】混沌;差分混沌键控;混沌同步;混沌调制;误码率【作者】黄乘顺;王少杰;宗鹏【作者单位】邵阳学院信息工程系,湖南邵阳,422000;邵阳学院信息工程系,湖南邵阳,422000;南京航空航天大学航天学院,江苏南京,210016【正文语种】中文【中图分类】TN91随着非线性和混沌理论的逐步成熟，混沌理论具有广阔的应用领域，如：在电力系统管理方面，可用合作协同进化及神经网络法对电力市场出清电价进行预测[1−2]，也可应用相空间重构和最大Lyapunov指数的计算进行市场出清电价预测[3]。

但由于混沌系统具有类随机性特点，混沌技术尤其适合于通信系统。

一般认为混沌通信系统具有以下优势[4−5]：1) 混沌信号的宽频特性可以实现某种意义上的扩频；2) 混沌信号的似噪声、难预测的特性特别适合于保密通信；3) 因为混沌序列数量众多、类随机而且确定可再生，故特别适合于多址通信。

混沌调制解调是实现混沌通信的关键，因此，对混沌调制技术的研究具有重要意义。

实际上，混沌通信技术还处于实用化过程中的初始阶段，在实际应用中还有诸多问题有待解决。

基于混沌的DCSK调制系统研究的开题报告一、研究背景在现代通信系统中，数字通信技术越来越成为主流。

其中，直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum，DS/SS)调制技术作为一种强干扰抵御性能(CDMA)良好的调制方式，已经被广泛应用于数字通信系统中。

DS/SS调制系统传输的信息信号与外部干扰信号相比，具有很高的抵抗能力，使得系统具有很好的抵抗干扰的能力。

然而，传统的DS/SS调制技术存在一些问题，例如：对于同步、误码率高、系统复杂、频带效率低、信号功率消耗大等问题。

混沌调制技术具有很好的抗干扰性、频带利用率高、低功耗等优点，因此被广泛应用于通信领域。

基于混沌的DCSK(DirectChaos Shift Keying)调制技术是一种集成了DS/SS调制和混沌调制技术的调制方式。

DCSK调制技术利用混沌信号代替伪随机码序列作为扩频序列，有效地提高了系统的抗干扰能力，降低了信号功率消耗，同时兼具了DS/SS调制技术的优点。

因此，研究基于混沌的DCSK调制技术，具有重要的理论意义和应用价值。

二、研究内容1. DCSK调制技术原理介绍DCSK调制技术的原理，分析DS/SS调制技术的缺点及混沌调制技术的优点，阐述混沌产生器的基本原理及其在DCSK调制系统中的应用。

2. DCSK调制信号的研究利用MATLAB软件对DCSK调制信号进行仿真分析，以比特误码率(BER)为评估指标，对不同的参数进行优化设计，包括扩频系数、混沌产生器参数、解扰方式等因素，并与传统基于DS/SS调制技术的信号进行比较。

3. 接收机的研究针对DCSK调制系统的接收机，研究其基本原理、同步算法、信道估计算法等，并对系统的误码率进行仿真分析。

同时，探讨其在实际应用中的性能指标及局限性。

4. 系统的实现与验证基于FPGA实现DCSK调制系统，验证其有效性和性能，并进行实验分析。

同时，探究系统在省电、小型化等方面的应用价值。