基于混沌码的直接序列超宽带信号功率谱研究

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基于混沌序列的超宽带通信系统性能比较

基于混沌序列的超宽带通信系统性能比较
性 和足够 长码周 期 , 能抗 侦破 和抗 干 扰 ;3 易 于产 生 、 ()
其 中 .: a) i x 是二 进 制数 据符 号 “ 。 ” 列对 应 到 “ 1 0 1序 一,
1, : 其他符号说明同式() 2中的符号 加工、 复制 和控 制 ;4 具 有较 多 独立 地址 , 实现码 分 + ”c是混沌跳时码, () 能 多址 对 于 以上 几 点要求 . 里采 用改 进型 L gsc映 说 明 这 oii t
均 值 白噪 声一致 。 因此 改进 型 L g t o ii s c映射 产生 的混沌 序 列 比较 适合 用作 跳时码 和 扩频码 。
3 混沌跳 时超宽 带信 号模 型 、
力强 以及成 本低廉 等许 多 优点 .已经成 为当 今无 线通 信 号 的表达 式 : 信领域研 究 和开发 的一 个热 点 。 (= ( j,CT ) … , ∑√ ) t T 。 - -( 一 ¨ 在U WB通 信 中 . 了加 强 多 址 能 力 . 要 较 长 的 为 需 J— =∞ 二, 随机序列 . 会导致 系 统 的信息 速率 下降 由于混 沌序 这 其 中 , 是 每个 脉 冲 携带 的 能量 ,。 基 本 脉 冲 E J 是 P 列 对初 始值 的极 端 敏感 性 . 以产 生数 量 巨大 、 意长 可 任 经过 能量 归一 化后 的波 形 , 是 脉 冲重复 周期 , c 是混 度 的序列 , 易于产 生 . 其 只需 要 一个 混沌 系统 迭代 公式 和初始 值。 能产 生混 沌 序 列 . 就 而且 混 沌序 列具 有类 随 沌 跳时码 , 为码 片时 问 , 是第 用户 的第 脉 冲 个 个 机 特性 、 良好 的 自相 关性 和类 似 噪声 等 特点 , 因此把 混 传 输 的二 进 制数 值 ( 值 为 取 或者0 , )序列 a 是输 人 二进 沌 序列 作为 跳 时和 扩频 序 列 .可 以较 好 的解决 这个 问 制源 , 列6 序 经重 复编码器 ( ,) 的输 出 , 求 ≤T/。 要 b , N

混沌功率谱

混沌功率谱

混沌功率谱
混沌功率谱是描述混沌系统在频域上特性的方法。

混沌作为一种非线性现象,其功率谱的分析对于理解混沌系统的动态行为和特征具有重要意义。

混沌功率谱可以通过对混沌信号进行频谱分析来获得,其特点是在宽频率范围内具有连续的功率分布。

与周期信号的离散谱不同,混沌信号的功率谱是连续的,并且在某些频率范围内可能存在峰值。

这些峰值通常对应于混沌系统中存在的特定频率成分或周期轨道。

通过对混沌功率谱的分析,可以深入了解混沌系统的基本性质和动态行为。

例如,混沌功率谱的形状、峰值的位置和强度等都可以提供关于系统非线性特性、周期轨道以及稳定性等方面的信息。

这些信息有助于理解混沌系统的产生机制、演化过程以及与周围环境的相互作用等。

在实际应用中,混沌功率谱分析可以应用于各种领域,如物理学、化学、生物学、工程学等。

例如,在物理学中,混沌功率谱可以用于研究湍流、流体动力学和天体物理学中的混沌现象;在化学中,它可以用于研究化学反应的动力学行为和化学振荡器的混沌输出;在生物学中,它可以用于研究神经元网络的复杂性和混沌行为等。

总之,混沌功率谱作为一种描述混沌系统特性的重要方法,在各个领域中都具有广泛的应用前景。

通过深入研究和理解混沌功率谱的基本性质和特征,我们可以更好地理解和利用混沌系统的复杂性和动态行为,为各个领域的实际应用提供重要的理论支持和指导。

混沌在超宽带雷达中的应用

混沌在超宽带雷达中的应用

混沌在超宽带雷达中的应用蒋留兵;车俐【摘要】随着混沌理论的发展,混沌技术越来越多地应用在雷达领域.混沌序列由确定性系统产生,却有着随机序列的特性,具有白噪声统计特性、较理想的自相关和互相关特性以及产生简单、抗干扰能力强等特性.针对混沌幅度调制的高斯脉冲序列信号和基于混沌的脉冲位置调制方式在超宽带雷达中的应用进行了阐述,并提出混沌超宽带雷达实现方案.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2009(032)013【总页数】3页(P30-32)【关键词】混沌;超宽带;脉冲位置调制;相关处理【作者】蒋留兵;车俐【作者单位】桂林电子科技大学,信息与通信学院,广西,桂林,541004;桂林电子科技大学,信息与通信学院,广西,桂林,541004【正文语种】中文【中图分类】TN95混沌信号具有如下性质:既非周期也不收敛,对初始值敏感,还具有类似噪声的宽频谱,图钉型的模糊函数,尖锐的自相关和近似正交的互相关特性,可以提供无限多的混沌序列。

正是因为以上的优点,混沌信号能够作为理想的雷达信号。

混沌信号的可控性和易产生,使之对于噪声有易于使用的优势[1-3]。

超宽带(UWB) 信号已广泛应用于雷达,主要有警戒雷达、探测地雷、穿墙雷达、汽车防冲撞雷达等。

混沌信号的非周期性,决定了基于混沌的雷达系统不会有距离模糊的现象,同时也提高了雷达系统ECCM性能[4-6],因此基于混沌的超宽带信号在雷达中的应用越来越引起人们的兴趣。

1 Chebyshev混沌序列利用一维或多维迭代映射的方法产生离散时间序列是研究混沌现象时最常用的手段之一,而其中一维函数迭代型混沌序列是目前混沌系统中研究最为透彻的一种数学模型,Chebyshev映射就是其中常用的一种,方程表示如下:xn+1=cos(parccos xn),xn∈(-1,1)(1)式中:p是Chebyshev的度,xn为映射变量,以初始值x0代入方程开始迭代,就可以得到混沌序列xn。

基于混沌复合序列的直扩系统及其性能分析

基于混沌复合序列的直扩系统及其性能分析

列, 复合序列结合 了混沌序列与 Wa l s h 序列 的优点 , 即优 良的抗 截获性 和互相关性 , 并且对混沌序列 的长度要 求不高。对复
合序列 的相关性及平衡性进行分析的同时 , 与混沌序列 、 Wa l s h序列 、 m序 列的误码率进行 了 比较 , 仿真结果表 明, 复合序列
具 有 良好 的相 关 性 和 平 衡 性 , 适用于直扩系统 , 且抗 干 扰性 能 良好 。
q u e n c e s ’a n d t h a t o f o t h e r s e q u e n c e s :t h e c h a o t i c ,W a l s h a n d m s e q u e n c e s w e r e c o mp a r e d .T h e s i mu l a t i o n r e s u l t s s h o w t h a t t h e c o mp o s i t e s e q u e n c e s a r e a p p l i c a b l e i n t h e DS s y s t e m f o r t h e i r g o o d p e f r o ma r n c e s o f c o r r e l a t i o n, b la a n c e
c o mp o s i t e s e q u e n c e s ’c o r r e l a t i o n s a n d b a l a n c e s w e r e a n a l y z e d ,a n d t h e B E R( b i t e r r o r r a t e )o f c o m p o s i t e s e —
j a m mi n g p e f r o r m a n c e s a r e d e p e n d e n t o n t h e l e n t g h o f t h e s e q u e n c e s s e i r o u s l y , Wa l s h s e q u e n c e s a r e o r t h o g o n a l ,b u t

混沌序列在直接序列扩频中的应用浅析

混沌序列在直接序列扩频中的应用浅析

混沌序列在直接序列扩频中的应用浅析特性决定了混沌序列是一种非常适合的伪随机序列,在扩频通信领域的应用有着非常广阔的前景,并对现有的一般扩频序列(m序列或Gold序列)存在的复杂度低和保密性差等缺点,混沌序列起到了有效的弥补作用,这些正是混沌扩频序列越来越受到通信学者们普遍关注的最重要原因标签:扩频通信技术性能与特点工作方式混沌序列生成与优选在第三代移动通信技术中由于基于扩频技术的CDMA所具有的优越性,受到人们越来越多的关注。

而扩频系统所使用的扩频序列的性能直接影响到系统的性能,因此选用的扩频序列成为扩频通信系统的关键所在。

1 扩频系统的性能与特点扩频通信技术是一种具有优良抗干扰性能的技术,它的主要优点是:1.1 抗干扰性能好。

扩频通信系统具有极强的抗人为干扰能力,尤其对宽带干扰、窄带瞄准式干扰、中继转发式干扰具有较强的抗性,十分适合在军事通信系统中运用。

与其他通信系统相比较,扩频系统受多径干扰影响不大,如果在系统中采用自适应等技术或措施,可以基本消除多径干扰,这一点在移动通信中是尤为重要的。

1.2 选择性寻址能力强。

扩频码良好的自、互相关性使得扩频通信可以用来组成多址通信网,多址通信网内的所有用户都工作在相同的频率。

利用扩频通信技术组成多址通信网时,网络的同步比常规通信体制易于实现。

便于实现机动灵活的随机接入,以及采用计算机进行信息的控制和交换。

1.3 保密性能强。

扩频通信过程中,传输信息的频谱结构基本与原始待传输的信息无关,主要由扩频码来决定。

信息的隐蔽程度或安全程度取决于所使用的扩频码。

通常的情况下,扩频码具有类随机性,使得传输信息的功率比较均匀地分布在很宽的频率范围内,功率谱密度很低,类似噪声,给侦查带来了很大的麻烦,从而降低了系统的截获概率,提高了系统的保密性能。

1.4 对其他通信系统的干扰小。

由于扩频通信扩展了带宽,降低了传输信号单位频带内的功率,从而在传输信号功率相同的情况下,降低了系统在单位频带内电波的通量密度。

抗干扰技术——精选推荐

抗干扰技术——精选推荐

通信系统的抗干扰技术摘要:在通信技术迅猛发展的今天,通信系统的抗干扰技术已经成为通信研究的一项重要内容。

通过对各种通信系统抗干扰技术的研究分析,变换域通信系统具有更高的抗窄带干扰性能,分析和研究了变换域通信系统中基函数生成的主要算法。

通信装备及系统为对抗干扰方利用电磁能和定向能控制、攻击通信电磁频谱,以提高其在通信对抗中的生存能力所采取的通信反对抗技术体系、方法和措施。

关键词:信号处理空间处理事件处理通信对抗扩频技术实用性可靠性一、扩展频谱抗干扰技术跳频技术是用扩频码序列去进行频移键控,使载波频率不断跳变而扩展频谱的一种方法。

它是一种比较成熟的抗干扰技术,具有较强的抗干扰能力,已在战术通信中得到广泛的应用。

国外自六十年代起就对跳频体制的理论和技术进行了研究,七十年代即研制出实用的跳频电台,到了八十年代,跳频电台已成为世界各主要国家的重要通信装备。

随着调制技术、编码技术、微电子技术、特别是DSP技术和计算机网络技术的迅速发展,跳频技术在90年代又有了新的发展,目前正向着自适应、高速、变速率和宽带的方向发展。

直接序列扩频是一种真正对抗的抗干扰体制,它将有用信号在很宽的频带上进行扩展,使单位频带内的功率变小,即信号的功率谱密度变低,通信可在信道噪声和热噪声的背景下,用很低的信号功率谱进行通信,使信号淹没的噪声里,敌方不容易发现信号。

该技术的特点是信号隐蔽性好,截获概率低,并能抗多径干扰,而且容易实现码分多址体制。

直接序列扩频技术在卫星通信,例跟踪与数据中继卫星系统、微波通信、数字蜂窝通信中结合CDMA多址技术及军用电台中得到了广泛的应用,提高了通信的抗干扰能力。

由于器件的进步及混沌理论的直接序列的出现,使直接序列系统更利于同步和减少码间串扰,为实现超宽带序列扩频创造了条件。

典型的产品有美国SICOM公司1995年在美国95年联合武士互通性演示验证(JWID'95)演示会上演示它开发的宽带短波收发信机。

混沌直接扩频序列的原理

混沌直接扩频序列的原理

混沌直接扩频序列的原理
混沌直接扩频序列是一种在通信领域应用广泛的序列。

其原理是利用混沌系统产生的随机序列直接作为扩频序列,以实现加密传输和抗干扰的通信目的。

混沌系统是一个具有不可预测性和灵敏度依赖于初始条件的非线性系统。

混沌系统产生出的混沌序列具有高度的随机性和复杂性,能够提供非常高的加密安全性和抗干扰能力。

因此,混沌序列在通信领域中广泛应用于扩频通信、随机序列加密等方面。

混沌直接扩频序列的原理非常简单,即利用混沌系统产生的混沌序列直接作为扩频序列进行调制。

通常,混沌系统产生的混沌序列的取值范围是在[0,1]之间,需要经过线性变换使其值范围扩展到[-1,1]之间。

扩频调制是一种将调制信号通过扩频序列进行展宽的技术。

在扩频调制中,调制信号乘以扩频序列后,再将其发送出去。

接收端通过将收到的信号再次乘以同样的扩频序列,即可将信号恢复原始信息。

混沌直接扩频序列利用混沌序列进行扩频调制,可有效抵御窃听和干扰,并且具有很高的加密安全性和抗干扰能力。

混沌直接扩频序列的优点在于,不需要设计和选择其他扩频序列,直
接利用混沌系统生成随机序列即可。

同时,混沌系统运算速度较快,能够在实时的通信系统中应用。

此外,混沌直接扩频序列还具有可重复使用、抗衰落等特点,广泛应用于卫星通信、移动通信、遥感通信等领域。

总之,混沌直接扩频序列是一种在通信领域应用广泛的序列。

其原理是利用混沌系统产生的随机序列直接作为扩频序列,以实现加密传输和抗干扰的通信目的。

混沌直接扩频序列具有高度的加密安全性和抗干扰能力,同时还具有快速运算、可重复使用等特点,是一种非常优秀的通信系统方案。

《基于宽带混沌激光熵源实现高速真随机数的产生》

《基于宽带混沌激光熵源实现高速真随机数的产生》

《基于宽带混沌激光熵源实现高速真随机数的产生》篇一一、引言随着信息技术的发展,真随机数在密码学、安全通信、大数据处理等领域有着广泛应用。

而激光混沌技术为高速、高效、安全地产生随机数提供了一种有效手段。

特别是,宽带混沌激光熵源作为一种新兴的物理熵源,因其独特的非线性动力学特性,能够在宽频谱范围内提供丰富的随机性。

本文将重点介绍如何利用宽带混沌激光熵源实现高速真随机数的产生。

二、宽带混沌激光熵源概述宽带混沌激光熵源是一种基于激光混沌现象的物理熵源。

其原理是利用激光器中的非线性动力学过程,如多模干涉、自脉冲等,产生具有高度复杂性和不确定性的混沌信号。

这种信号具有宽频谱和高度随机的特性,为随机数生成提供了丰富的信息源。

三、真随机数生成原理基于宽带混沌激光熵源的真随机数生成原理主要分为两个步骤:一是通过光学系统将混沌激光信号转换为电信号;二是利用高精度的数字处理技术,对电信号进行采样、量化、编码等处理,生成二进制随机数序列。

由于混沌激光信号的宽频谱和高随机性,使得生成的随机数序列具有很高的随机性和不可预测性。

四、实现高速真随机数产生的方法为实现高速真随机数产生,我们提出以下方法:1. 优化光学系统设计,提高混沌激光信号的信噪比和稳定性,从而提升随机数生成的速度和质量。

2. 采用高精度的采样和量化技术,确保对混沌激光信号的准确捕捉和转换。

3. 利用并行处理技术,同时处理多个混沌激光信号,进一步提高随机数生成的速度。

4. 引入后处理技术,如数据压缩和编码等,提高随机数的复杂性和安全性。

五、实验结果与性能分析我们通过实验验证了基于宽带混沌激光熵源的随机数生成方法。

实验结果表明,利用上述方法能够有效地实现高速真随机数的产生。

具体而言,我们的系统可以在每秒内生成上亿个高质量的随机数,且这些随机数具有极高的随机性和不可预测性。

此外,我们还对系统的性能进行了详细分析,包括信噪比、随机性检测等方面,均达到了预期的要求。

六、结论与展望本文成功利用宽带混沌激光熵源实现了高速真随机数的产生。

《基于宽带混沌激光熵源实现高速真随机数的产生》

《基于宽带混沌激光熵源实现高速真随机数的产生》

《基于宽带混沌激光熵源实现高速真随机数的产生》篇一一、引言随着信息技术的发展,真随机数在密码学、安全通信、大数据加密等领域中扮演着越来越重要的角色。

因此,如何高效、快速地生成高质量的真随机数成为了研究的热点。

近年来,基于宽带混沌激光熵源的随机数生成技术以其高速、高安全性和高熵值的优点引起了广泛关注。

本文将探讨基于宽带混沌激光熵源实现高速真随机数产生的原理、方法及其应用前景。

二、宽带混沌激光熵源原理宽带混沌激光熵源是一种基于物理现象的随机数生成源。

其基本原理是利用激光器产生的混沌激光信号,通过特定的调制和采样技术,提取出具有高熵值的随机数。

在混沌激光的产生过程中,激光器的非线性特性使得输出的光场呈现出复杂的变化,从而具有很高的随机性。

这种随机性经过合理的提取和处理,可以转化为真随机数。

三、高速真随机数产生方法基于宽带混沌激光熵源,我们可以采用以下方法实现高速真随机数的产生:1. 激光器选择:选择具有优良非线性特性的激光器,以获得高质量的混沌激光信号。

2. 调制技术:通过调制技术对混沌激光信号进行调制,使得输出的信号具有更高的熵值。

3. 采样与数字化:采用高速采样技术对调制后的信号进行采样,并将采样结果进行数字化处理。

4. 后处理:对数字化后的数据进行后处理,包括去除异常值、统计测试等,以进一步提高随机数的质量。

四、真随机数的应用前景高速真随机数的产生在密码学、安全通信、大数据加密等领域具有广泛的应用前景。

具体表现在以下几个方面:1. 密码学:真随机数可用于加密算法中的密钥生成,提高加密系统的安全性。

2. 安全通信:真随机数可用于通信系统的随机扰频,提高通信系统的抗干扰能力和保密性。

3. 大数据加密:在大数据处理中,真随机数可用于数据加密和隐私保护,确保数据的安全性和隐私性。

五、结论基于宽带混沌激光熵源实现高速真随机数的产生具有很高的研究价值和实际应用前景。

通过选择合适的激光器、采用先进的调制技术和采样技术,可以提取出高质量的随机数。

基于混沌码的直接序列超宽带信号功率谱研究

基于混沌码的直接序列超宽带信号功率谱研究

基于混沌码的直接序列超宽带信号功率谱研究王洪磊;于银辉;史贺【期刊名称】《吉林大学学报(信息科学版)》【年(卷),期】2008(026)004【摘要】为了减小超宽带通信系统对其他通信系统造成的干扰,将混沌扩频序列引入到直接序列超宽带信号(DS-UWB:Direct Sequence-Ultra WideBand)通信系统中,推导了DS-UWB信号的功率谱密度.应用Matlab仿真工具作出3种不同扩频序列的PAM-DS-UWB(Pulse Amplitude Modulation-Direct Sequence-Ultra WideBand)信号的功率谱密度图,分析了不同的混沌扩频序列对功率谱密度分布的影响.仿真结果表明,与传统的Gold扩频序列相比,引入混沌扩频序列的PAM-DS-UWB信号的功率在整个频谱中分布更广,Logistic混沌扩频序列和Chebyshev混沌扩频序列的PAM-DS-UWB信号功率谱密度峰值分别约为Gold序列的PAM-DS-UWB信号功率谱密度峰值的1/2和2/3.【总页数】5页(P338-342)【作者】王洪磊;于银辉;史贺【作者单位】吉林大学,通信工程学院,长春,130012;吉林大学,通信工程学院,长春,130012;吉林省高速公路管理局,长春,130022【正文语种】中文【中图分类】TN911【相关文献】1.基于混沌码的跳时超宽带信号功率谱分析 [J], 王代锋;田小平2.典型混沌系统的吸引子和功率谱研究 [J], 孙红章;汤正新;刘钢;魏荣慧;苏向英;刘磊3.基于混沌系统功率谱特征的触电信号识别研究 [J], 夏兰兰;李春兰;王成斌;叶豪4.基于Chebyshev混沌扩谱序列的MC-CDMA系统的峰均功率比研究 [J], 李晓潮;郭东辉;吴伯僖5.基于混沌码的PPM-TH超宽带信号功率谱分析 [J], 王代锋;田小平因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

混沌序列测距码性能研究

混沌序列测距码性能研究

混沌序列测距码性能研究
薛睿;魏强;徐锡超
【期刊名称】《西安电子科技大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2015(000)003
【摘要】针对混沌序列数目众多、相关性能良好、安全性强、保密性高以及逼近
高斯白噪声的统计特性,提出一种基于加权算法的改进型 Logistic混沌序列测距码。

该码是通过对两个初值不同的改进型Logistic 混沌序列进行加权处理、求和、量化得到的。

采用基于相关峰旁瓣和 Welch 界两种测距码性能分析方法评估所提测距码在内的各种经典混沌序列测距码的性能。

理论分析和仿真结果表明,基于加权优化混沌序列的测距码不仅平衡性大大提高,而且测距码性能良好,同时增强了测距码的安全性与保密性。

【总页数】6页(P103-108)
【作者】薛睿;魏强;徐锡超
【作者单位】哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,黑龙江哈尔滨 150001;哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,黑龙江哈尔滨 150001;哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,黑龙江哈尔滨 150001
【正文语种】中文
【中图分类】TN967.1
【相关文献】
1.基于混沌码的直接序列超宽带信号功率谱研究 [J], 王洪磊;于银辉;史贺
2.一类混沌二相码序列信号的产生及性能分析 [J], 宋耀良;是湘全;刘中
3.跳频码序列混沌预测的性能研究 [J], 范越非;卢宏涛
4.直扩系统中Gold码与混沌Logistic码序列的性能比较 [J], 张届新;叶春飞;张树京
5.Turbo码用于混沌序列跳频系统中的研究 [J], 乔欣;侯国锐;李文臣;吉亚萍
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基于混沌序列的超宽带传输参考接收机研究的开题报告

基于混沌序列的超宽带传输参考接收机研究的开题报告

基于混沌序列的超宽带传输参考接收机研究的开题报告一、研究背景和意义:超宽带(Ultra-wideband, UWB)技术是一种近年来得到广泛关注的新兴通信技术,具有极高的信息传输速率和能耗低的特点,可广泛应用于无线通信、雷达探测、定位、传感器等领域。

然而,UWB技术在信号传输过程中容易受到多径衰落、载波漂移、时延扩散等影响,导致接收信号的抗干扰能力较弱,特别是在复杂多普勒成分的信道环境下,接收机设计和优化面临巨大的挑战。

基于混沌序列的超宽带传输参考接收机研究是当前超宽带通信领域的研究热点和难点问题之一。

混沌信号具有在幅度和时间上的高度变化和随机性,能够有效提高UWB信号的抗多径衰落和抗干扰能力。

因此,混沌序列在UWB通信接收机中的应用具有广阔的前景和应用价值。

二、研究目的:本研究旨在针对UWB通信系统的特点和现有技术存在的问题,探索基于混沌序列的UWB传输参考接收机的设计方法和优化策略,提高UWB信号的抗噪声和抗多径衰落能力,并改善信号的可靠性和传输效率。

三、研究内容:1. 综述UWB技术的发展历程、技术特点和应用领域,分析UWB 通信系统存在的问题和挑战。

2. 系统研究混沌信号的生成和特点,以及混沌序列在UWB通信系统中的应用原理和方法。

3. 设计并实现基于混沌序列的UWB通信参考接收机,重点研究基于混沌反演算法的接收机解调和信号检测方法。

4. 使用Matlab仿真工具对所提出的基于混沌序列的UWB参考接收机进行性能评估和优化。

5. 基于实验结果对基于混沌序列的UWB参考接收机进行性能分析和比较,提出进一步的改进和优化方法。

四、研究方法:1. 文献综述法:综述UWB通信技术和混沌序列在通信和控制系统中的应用研究成果和实践经验,分析当前应用中存在的问题和挑战。

2. 理论分析法:分析混沌序列的产生原理和特点,探索混沌序列在UWB通信系统中的应用原理和方法;重点研究基于混沌反演算法的接收机解调和信号检测方法,建立对应的数学模型并进行性能分析。

典型混沌系统的吸引子和功率谱研究

典型混沌系统的吸引子和功率谱研究

典型混沌系统的吸引子和功率谱研究孙红章;汤正新;刘钢;魏荣慧;苏向英;刘磊【摘要】The method of calculating power spectrums is presented .Strange attractors and power spectrums in the Lorenz system, the Henon system,and the Chen system are obtained by utilizing Matlab .It shows that, the strange attractor validate that the motion of a chaotic system ’s phase track is finally attracted to some points , and “noise background” and “wide crest” are characteristic of a chaotic system’s power spectrum.% 阐述了功率谱的计算方法,利用MATLAB 得到了Lorenz 系统、Henon 系统和 Chen 系统的奇怪吸引子和功率谱。

研究表明,奇怪吸引子的存在证实混沌系统的相轨迹最终被吸引到某一点附近运动,“噪声背景”和“宽峰”是混沌系统功率谱的特征。

【期刊名称】《商丘师范学院学报》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】3页(P39-41)【关键词】混沌;奇怪吸引子;功率谱【作者】孙红章;汤正新;刘钢;魏荣慧;苏向英;刘磊【作者单位】河南科技大学物理与工程学院,河南洛阳 471023;河南科技大学物理与工程学院,河南洛阳 471023;河南科技大学物理与工程学院,河南洛阳471023;河南科技大学物理与工程学院,河南洛阳 471023;河南科技大学物理与工程学院,河南洛阳 471023;河南科技大学物理与工程学院,河南洛阳 471023【正文语种】中文【中图分类】O415.50 引言自然界中存在无数的无序、非平衡和随机的复杂系统.非线性动力学中提出的混沌理论透过扑朔迷离的无序混乱现象和不规则形态,揭示隐匿在复杂系统内部的规律[1].自然界面对的更多的是非线性问题.混沌已经成为目前非线性科学研究中的热点问题[2-4],Lorenz系统[5]、Henon 系统[6]和Chen 系统[7]是典型的混沌系统.1 功率谱的计算方法功率谱分析是研究时间序列所遵从的统计规律的方法.研究一个系统的混沌行为,常用功率谱分析的方法,它揭示出了确定论系统内部的随机性.在很多实际问题中,人们常常能观测到如下的等时间间隔的离散时间序列:x1,x2,x3,…,xN.它反映了实际非线性动力系统的运动状态,而吸引子正是这种状态的归宿,因此吸引子的信息也包含在这一时间序列中.功率谱分析实际上是通过将时间空间转化为频率空间来阐明时间信号的频率结构的.对这个序列加上周期条件xN+j=xj,然后可计算时间序列xj的自相关函数(即离散卷积)再对cj作傅里叶变换,其傅立叶系数其中pk代表第k个频率分量对xj的贡献,这就是功率谱本来的含义.当发明快速傅里叶变换算法后,更有效的计算功率谱的方法便是不经过计算自相关函数,而是直接计算xj的傅里叶系数,然后计算一个时间序列可看做各种周期运动的叠加,各周期的的振动能量的分配pk即为功率谱[5].离散时间序列的功率谱是实验可以直接测量的,因此功率谱分析是一个方便的工具.2 典型混沌系统的吸引子和功率谱2.1 Lorenz系统Lorenz方程如下:取σ =10,r=28,b=8/3.我们利用MATLAB软件中的Ode45(四五阶龙格-库塔法)命令来对非线性Lorenz方程求解,并计算其功率谱,得到的洛仑兹系统的混沌吸引子如图1所示,其x分量的功率谱如图2所示.图1 洛仑兹系统的混沌吸引子图2 洛仑兹系统x分量的功率谱2.2 Henon 系统Henon系统的动力学方程为:取a=0.4,b=0.3.我们利用MATLAB软件对非线性Henon系统的动力学方程求解,并计算其功率谱,得到的Henon系统的奇怪吸引子如图3所示,其x分量的功率谱如图4所示.图3 Henon系统的混沌吸引子图4 Henon系统x分量的功率谱2.3 Chen系统Chen系统的动力学方程为取a=35,b=3,c=28.我们利用MATLAB软件对非线性Chen系统的动力学方程求解,并计算其功率谱,得到的Chen系统的奇怪吸引子如图5所示,其x分量的功率谱如图6所示.图5 Chen系统的混沌吸引子图6 Chen系统x分量的功率谱3 讨论混沌运动的相轨迹局部不稳定,但全局稳定,相轨迹一般有两个稳定平衡位置,围绕一个稳定平衡位置振动若干次以后,转而围绕另外一个稳定平衡位置振动若干次,然后又跳回原平衡位置振动若干次,这样来回振动,虽然每次轨迹都不重合,但最终被吸引到相图中的某一点附近运动.混沌运动中奇怪吸引子的存在表明,混沌轨道运动的具体位置虽然局部不稳定,但全局稳定,但轨道的大体位置是在吸引子上.周期吸引子和拟周期吸引子因其周期性,故功率谱线是分立的(对应尖峰).白噪声和混沌都是非周期运动,它们的功率谱都是连续的谱.白噪声因其无规则性,其功率谱密度在整个频域内均匀分布,所有频率具有相同能量,所以白噪声具有平坦功率谱.但是混沌运动具有确定系统的随机性,如在倍周期分岔过程中,每一次分岔产生一个新的频率,功率谱中就出现一个对应新频率的峰,当分岔数达到无穷多时,就达到混沌态.尽管混沌系统的连续功率谱仍然有尖峰,但它们会增宽一些.所以混沌的功率谱不是平谱,而具有“噪声背景”和“宽峰”.4 结语本文利用MATLAB得到了Lorenz系统、Henon系统和Chen系统的混沌吸引子和功率谱.奇怪吸引子的存在表明混沌轨道运动的具体位置虽然具有对初值的敏感依赖性,但轨道的大体位置是在吸引子上.混沌系统的相轨迹虽然局部不稳定,但全局稳定,相轨迹最终被吸引到相图中的某一点附近运动.混沌的特征是功率谱中出现“噪声背景”和“宽峰”,这个特点反映出了混沌运动具有确定系统的随机性.参考文献:[1]黄永念.非线性动力学引论[M].北京:北京大学出版社,2010.1-3.[2]孙红章,赵圆圆,刘钢,等.基于MATLAB复摆振动中非线性行为的仿真研究[J].商丘师范学院学报,2012,28(6):50-55.[3]孙红章,毛爱霞,苏向英,等.Henon系统动力学行为的MATLAB仿真研究[J].商丘师范学院学报,2011,27(3):54-57.[4]孙红章,汤正新,刘哲,等.复摆强迫振动中的混沌研究[J].商丘师范学院学报,2010,26(3):58-60.[5] Vadasz P.Analytical prediction of the transition to chaos in Lorenz equations[J].Applied Mathematics Letters,2010,23(5):503-507.[6] Matsuoka C,Hiraide K.Entropy estimation of the Henon attractor [J].Chaos,Solitons& Fractals,2012,45(6):805-809.[7] Leonov G A.General existence conditions of homoclinic trajectories in dissipative systems.Lorenz,Shimizu–Morioka,Lu and Chen systems [J].Physics Letters A,2012,376(45):3045-3050.。

基于混沌脉冲序列宽度调制的超声串扰抑制方法研究的开题报告

基于混沌脉冲序列宽度调制的超声串扰抑制方法研究的开题报告

基于混沌脉冲序列宽度调制的超声串扰抑制方法研究的开题报告一、研究背景和意义超声波在医学影像领域具有广泛的应用。

在进行超声检查时,会发生串扰现象,导致图像质量下降,影响诊断结果,进而影响医疗质量。

因此,研究超声串扰抑制方法十分必要。

目前,基于数字信号处理的超声串扰抑制方法被广泛应用。

混沌脉冲序列是一种包含广谱频率的信号,其在通信中的应用越来越多。

利用混沌脉冲序列可以实现强大的抗噪性能。

因此,基于混沌脉冲序列宽度调制的超声串扰抑制方法是一种可行的研究方向。

二、研究内容和方法本研究旨在基于混沌脉冲序列宽度调制,提出一种新的超声串扰抑制方法。

具体研究内容包括:1. 设计混沌脉冲序列:利用特定的初值、参数等因素,设计出一种适合超声串扰抑制的混沌脉冲序列。

2. 实现混沌脉冲序列宽度调制:利用混沌脉冲序列的宽度特性,将其应用于串扰抑制中,实现超声信号的抑制。

3. 系统验证与性能分析:通过实验验证所提出的方法的有效性,并对其性能进行分析。

本研究的方法主要依赖于数字信号处理技术,包括混沌脉冲序列的设计与实现、超声信号的数字信号处理等。

三、研究预期成果本研究预期能够提出一种基于混沌脉冲序列宽度调制的超声串扰抑制方法,并验证其有效性。

同时,本研究还可以为超声影像质量的提升提供一种新的思路,为医学影像领域的发展做出一定的贡献。

四、研究实施计划1. 前期调研和文献阅读(2个月)2. 设计混沌脉冲序列(2个月)3. 实现混沌脉冲序列宽度调制(3个月)4. 系统验证与性能分析(3个月)5. 论文撰写及答辩(2个月)总计12个月。

基于混沌扩频序列的超宽带通信系统多址性能

基于混沌扩频序列的超宽带通信系统多址性能

基于混沌扩频序列的超宽带通信系统多址性能
薛龙;万冬东;蒋国平
【期刊名称】《东南大学学报:自然科学版》
【年(卷),期】2005(035)A02
【摘要】依据混沌序列的白噪声统计特性,较理想的自相关和互相关特性,且产生简单、码元丰富、抗干扰能力强等特性,极其适合作为扩频序列,提出了基于混沌扩频序列的UWB通信系统方案,对多址干扰和白噪声干扰进行了分析,得出了它的误码率公式.采用了改进型Logistic映射迭代形成的数字混沌序列作为扩频序列,在系统内用户数不同的条件下,分别进行了4组仿真实验,误码率的仿真结果和理论值一致,证明了理论分析的正确性,表明了系统强抗干扰能力.
【总页数】4页(P22-25)
【作者】薛龙;万冬东;蒋国平
【作者单位】南京邮电大学电子工程系,南京210003
【正文语种】中文
【中图分类】TN911
【相关文献】
1.混沌扩频序列的多址性能分析 [J], 胡文立;王玫
2.新的混沌扩频序列抗多址性能的Simulink仿真 [J], 万康;谢绍斌;翁木云;周双
3.基于混沌序列的超宽带通信系统性能比较 [J], 姜春艳
4.基于改进混沌扩频序列的多用户混沌扩频通信系统的研究与仿真 [J], 俞斌;王炼
红;贾雅琼
5.多址干扰对混沌CDMA通信系统性能的影响 [J], 王靖;李娟;施刚
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基于混沌码的直接序列超宽带信号功率谱研究
作者:王洪磊, 于银辉, 史贺, WANG Hong-lei, YU Yin-hui, SHI He
作者单位:王洪磊,于银辉,WANG Hong-lei,YU Yin-hui(吉林大学,通信工程学院,长春,130012), 史贺,SHI He(吉林省高速公路管理局,长春,130022)
刊名:
吉林大学学报(信息科学版)
英文刊名:JOURNAL OF JILIN UNIVERSITY(INFORMATION SCIENCE EDITION)
年,卷(期):2008,26(4)
参考文献(16条)
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4.DURISI G;BENEDETTO S Performance Evaluation of TH-PPM UWB Systems in the Presence of Multi-User Interference[外文期刊] 2003(05)
5.WIN M Z;SCHOLTZ R A Ultra-Wide Bandwidth Time-Hopping Spread Spectrum Impulse Radio for Wireless Multiple Access Communications 2002(48)
6.陆旻琪;汪敏UWB信号波形及功率谱密度的分析[期刊论文]-上海大学学报(自然科学版) 2005(04)
7.郑继禹;林基明;仇洪冰超宽带多址通信信号的功率谱分析[期刊论文]-电子学报 2003(10)
8.马晓慧;邹传云数字超宽带的功率谱密度[期刊论文]-电子与信息学报 2007(08)
9.FCC Revision of Part 15 of the Commission's Rules Regarding Ultra-Wideband Transmission
System:First Report and Order 2002
10.HEIDARI-BATENI G;MCGILLEM C D A Chaotic Direct-Spread Communication System[外文期刊] 1994(2-4)
11.KOHDA T;TSUNEDA A Pseudonoise Sequences by Chaotic Nonlinear Maps and Their Correlation Properties 1993(08)
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13.FOERSTER J R The Performance of a Direct-Sequence Spread Ultra-Wideband System in the Presence of Multipath,Narrow Band Interference,and Multiuser Interference 2002
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16.GERANIOTISE A;PURSLEY M B Error Probability for Direct-Sequence Spread Spectrum Multiple-Access Communications-Part II:Approximations[外文期刊] 1982(05)
本文链接:/Periodical_ccydxyxb200804002.aspx。

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