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(gòu)建全方位的信息生態(tài)系統(tǒng)，已成為以移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)為主要驅(qū)動力的第五代移動通信服務(wù)未來社會的新模式。眾所周知，短距離無線通信技術(shù)是構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，而超寬帶(UWB)技術(shù)是短距離無線通信中最具競爭力的通信技術(shù)。隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的拓展和用戶對末稍端感知信息的需求增加，在物聯(lián)網(wǎng)末稍端的信息感知網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用UWB技術(shù)具有重要的意義?；诖?，面向UWB物理層算法，以提高調(diào)制技術(shù)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(dǎo)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(shè)計和自適應(yīng)傳輸?shù)於死碚摶A(chǔ)。數(shù)值積分結(jié)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(diào)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(diào)制理論，提出了一種低復(fù)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(jié)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(diào)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(diào)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(fù)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(jié)果表明:與M-DCSK系統(tǒng)相比，盡管M-DQACSK系統(tǒng)的復(fù)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(shè)計準則，驗證了DQACSK調(diào)制在UWB系統(tǒng)應(yīng)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(dǎo)了面向DCSK系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輔助(DA)、非數(shù)據(jù)輔助(NDA)和聯(lián)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(dǎo)了全數(shù)據(jù)輔助(FDA)估計器和NDA估計器的克拉美-勞下界(CRLBs)。