混沌信號的濾波及其在混沌調(diào)制通信系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、混沌信號是一種由非線性確定系統(tǒng)產(chǎn)生的非周期有界信號，具有對初始值敏感的特性，且在時(shí)域中顯示出類似噪聲的特點(diǎn)，而在頻域里表現(xiàn)出寬帶的特征?；煦缧盘柕倪@些特征使得它在工程實(shí)踐中具有潛在的應(yīng)用前景。自發(fā)現(xiàn)混沌系統(tǒng)的自同步現(xiàn)象以來，混沌在通信中的應(yīng)用激起了國內(nèi)外學(xué)者極大的研究熱情，并已提出了多種基于混沌的通信系統(tǒng)。 目前，這些基于混沌的通信系統(tǒng)還主要適用于理想通信環(huán)境或具有中等程度的噪聲通信環(huán)境。實(shí)際的物理信道除存在隨機(jī)噪聲外，信道的有

2、限帶寬效應(yīng)使得發(fā)射的寬帶混沌信號產(chǎn)生幅度與相位的失真；無線通信信道的多徑效應(yīng)以及信道的時(shí)變衰落特性也會引起發(fā)射的混沌信號產(chǎn)生幅度和相位的失真；同時(shí)混沌電路的回波效應(yīng)嚴(yán)重影響了通話質(zhì)量。這些因素阻礙了已提出的基于混沌的通信系統(tǒng)邁向?qū)嶋H應(yīng)用的步伐。消除通信信道、混沌電路等因素的影響的主要措施是采用濾波方法。 本論文緊緊圍繞混沌調(diào)制通信系統(tǒng)這一主題，在分析幾種自適應(yīng)濾波算法的基礎(chǔ)上，提出了改進(jìn)的自適應(yīng)濾波算法，并以自適應(yīng)濾波算法和參數(shù)

3、建模技術(shù)為基礎(chǔ)，采用估計(jì)理論研究了噪聲污染的混沌信號的濾波問題，包括自適應(yīng)解調(diào)器、盲信道均衡器和回波消除器的設(shè)計(jì)。 我們將廣義卡爾曼濾波算法、最小均方自適應(yīng)濾波算法和FIR自適應(yīng)濾波算法應(yīng)用于噪聲混沌信號的自適應(yīng)解調(diào)。在把噪聲混沌信號的自適應(yīng)濾波問題擴(kuò)展為混合狀態(tài)空間模型后，并分別考慮了混沌系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)(即需發(fā)送的消息信號)為常數(shù)、方波、階梯波、正弦波、語音以及圖像信號時(shí)，我們利用自適應(yīng)濾波算法和自回歸參數(shù)建模技術(shù)相結(jié)合的估計(jì)

4、理論進(jìn)行了噪聲混沌信號的自適應(yīng)解調(diào)器的設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果證實(shí)了該理論的有效性，并從計(jì)算復(fù)雜性和解調(diào)能力兩個(gè)方面分析了幾種自適應(yīng)解調(diào)方案的優(yōu)劣。沿著上述估計(jì)理論，我們將自適應(yīng)濾波算法應(yīng)用于多徑衰落無線通信信道的盲信道均衡問題。在信道系數(shù)為常數(shù)和時(shí)變兩種情況下，仿真實(shí)現(xiàn)了混沌調(diào)制通信系統(tǒng)的盲信道均衡。 改進(jìn)的自適應(yīng)濾波算法采用與濾波器輸入和系統(tǒng)向量相關(guān)的函數(shù)來調(diào)節(jié)算法步長，從而降低了算法對噪聲的敏感性，提高了其抗干擾能力。我們將改進(jìn)的自