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文檔簡介
1、基于FPGA發(fā)生器的混沌跳頻序列的設(shè)計與實現(xiàn) 凌聰,準會員,IEEE和吳曉芙 摘要:基于混沌的偽噪聲(PN)序列是傳播頻譜(SS)通信行列中最有前途的一種通信方式。本文涉及混亂頻率的設(shè)計和實現(xiàn)跳頻(FH)的序列發(fā)生器兩方面,它們都與當前的FH / SS技術(shù)兼容。一個簡單的發(fā)電機,采用的是非線性自回歸(AR)的過濾器結(jié)構(gòu),這是以隨機序列模型和度量熵隨機序列的生成為基礎(chǔ)的。傳統(tǒng)的PN序列干擾發(fā)生器要符合序列履行期間和家庭規(guī)模的跳頻要求。此外,基于混沌的跳頻序列發(fā)生器原型可以應(yīng)用于可編程門陣列(FPGA)和各種執(zhí)行測試中。發(fā)生器產(chǎn)生長期的跳頻序列均勻分布在可用帶寬中,它具有大型線性復雜度以及最理想的
2、漢明等相關(guān)屬性。這些結(jié)果表明,成本效益性能良好的發(fā)電機有潛力被納入到現(xiàn)有的FH系統(tǒng)中。關(guān)鍵詞:混沌,現(xiàn)場可編程門陣列,頻率跳通信,隨機生成序列。1.引言 在過去十年的研究中,我們得出了即將在混沌通信方面占主導地位的是數(shù)字的結(jié)論,因為混沌非線性固有的參數(shù)在電子設(shè)備中不會出現(xiàn)再生困難的現(xiàn)象,同時也可以提供確切的偏差,唯一的數(shù)字模擬系統(tǒng)的混沌信號計劃是與現(xiàn)代通信系統(tǒng)兼容的。其中的各種數(shù)字化應(yīng)用,主要有兩個,即混沌加密的安全性和基于混沌偽噪聲(PN)序列擴頻(SS)通信,這兩方面即將被納入現(xiàn)有的系統(tǒng)中,因為他們對其他正弦變化載波通信系統(tǒng)1功能塊不做要求。新的世紀的開始,我們應(yīng)該看到基于混沌通信在某些環(huán)
3、境下的系統(tǒng)是可以實現(xiàn)的現(xiàn)實。 PN序列被廣泛的用于擴頻碼直接序列(DS)的SS系統(tǒng)和跳頻模式跳頻(FH)系統(tǒng)1中。基于混沌的設(shè)計提供近似非線性PN序列的一類新正交性,尤其是寶貴的異步碼分多址接入(CDMA)系統(tǒng)。對于DS序列2-4或FH5系統(tǒng)的積極探索和研究的結(jié)果是令人鼓舞的。當前的SS系統(tǒng)集成了這些序列?;煦鏟N序列的相關(guān)特性類似,在某些情況下,甚至比他們的線性更好。混沌序列的精確設(shè)計和分析在傳統(tǒng)的代數(shù)方法下一般是不可能實現(xiàn)的,研究人員或多或少的依靠統(tǒng)計方法。其中許多的設(shè)計方法,例如基于隨機序列的模型,它使設(shè)計更容易處理問題,盡管它在一般情況下不是最好的。此外,許多SS文獻中,建立隨機序列模
4、型的有效性的表現(xiàn)使得在異步CDMA系統(tǒng)中使用長周期序列的分析成為可能。從理論上講,統(tǒng)計設(shè)計方法產(chǎn)生純粹的隨機序列混沌的系統(tǒng)精度是無限的??麓髞喓吞厮柜R達 6導出足夠的條件可以產(chǎn)生純粹的隨機二進制序列。瓦薩里和科倫巴7提出了兩種方法從一個獨立的連續(xù)數(shù)字提高到另一個混沌鎖相環(huán)(PLLS)采樣。文獻5是一個更方便的方法去判斷一個混沌系統(tǒng)是否能夠生產(chǎn)純隨機序列。從數(shù)字的混亂局面得到的序列發(fā)電機,必然有一個有限的時期,當然,沒有真正隨機的,但精心設(shè)計的混沌PN序列的性質(zhì)非常接近隨機序列。這些序列在CDMA系統(tǒng)中,在多個訪問隨機的基礎(chǔ)上可以得出相同的性能序列模型。馬志尼的想法4是不同于文獻5-7的,它試圖
5、增加基于混沌的能力DS / CDMA系統(tǒng)。導致序列執(zhí)行略優(yōu)于隨機序列。然而,分析8發(fā)現(xiàn),混沌基礎(chǔ)蔓延的純粹最大增益的隨機序列碼14左右能力可能僅有0.1個分貝。此外,相當小的增益要以相關(guān)的退化來作為代價,這將影響光譜特性序列的初始收購。例如,最大歸自相關(guān)旁瓣的幅度將為0.25,以實現(xiàn)完整的0.1 dB的獲得。在文獻9和10中被報道的結(jié)果是獨立的,這表明更準確的增益最多是15分析。這種現(xiàn)象符合眾所周知的韋爾奇和司德福1擴頻序列,雙胞胎的自相關(guān)和互相關(guān)是不可能取得的,觀察到了很多建設(shè)中的傳統(tǒng)擴頻序列(例如文獻 11)。由于要在不顯著的多個訪問中使所獲得的混沌序列的性能改善,不考慮相關(guān)的負面影響,純
6、隨機序列模型似乎就更有吸引力整。圖1.阻止了小擾動的混沌跳頻序列發(fā)生器的框圖DS和FH是CDMA技術(shù)的兩個主要類型。與DS相比,F(xiàn)H的主要優(yōu)勢是,它可以實現(xiàn)在一個更廣泛的頻率帶寬,可以和帶寬不連續(xù)。另一個功率控制的優(yōu)點就是要求要比一個多用戶系統(tǒng)要少得多。在DS系統(tǒng),精確的功率控制抵抗遠近效應(yīng)是至關(guān)重要的。這兩個跳頻優(yōu)勢在許多應(yīng)用中將是決定性的。在跳頻通信系統(tǒng),它是受雇于每個用戶產(chǎn)生一個PN發(fā)生器“隨機”序列的頻率的。這樣的系統(tǒng)要求套跳頻序列,除了具有良好的海明相關(guān)的屬性,還應(yīng)該具有長期和大線性復雜度12 13。由于其他用戶的存在,首先要求減少干擾,并有助于系統(tǒng)自同步能力,而第二個第三個則要求在
7、重復序列生成的通信機制中防止智能干擾。大多數(shù)的跳頻序列的構(gòu)造通過代數(shù)方法1,12-14。本文致力于符合上述要求的混亂基于跳頻序列。基于上述正當隨機的設(shè)計方法序列模型。文獻5報道的初步結(jié)果表明,這些序列在下界漢明相關(guān)的漸近方面是欠佳的。 基于混沌擴頻的設(shè)計與分析,已經(jīng)奠定了混沌PN序列走向?qū)嶋H應(yīng)用。然而,據(jù)筆者所知,混沌PN序列的硬件實現(xiàn)發(fā)電機與當前的SS技術(shù)沒有完全兼容的。這種主要障礙在實際應(yīng)用中的混亂的有限字長是混沌系統(tǒng)的實施。最經(jīng)典的混沌系統(tǒng)涉及復雜的非線性,如乘法或余弦,不適合用數(shù)字化實現(xiàn),因為加法器和低精度乘法器是典型數(shù)字化的硬件,而高精度通常需要實現(xiàn)全面混亂的發(fā)展。此外,數(shù)字化的混亂
8、時期分散在廣泛的范圍內(nèi)。短周期內(nèi)的不可預知的軌道的發(fā)生阻止了實際的FH / SS系統(tǒng)的混亂。本文涉及以可編程門陣列(FPGA)為基礎(chǔ)的混沌發(fā)生器跳頻序列設(shè)計和實現(xiàn)。 FPGA提供了極大的靈活性來設(shè)計高速高密度數(shù)字硬件。硬件很容易編程和重新配置。本文組織如下。第一節(jié)假設(shè)以一個簡單的混沌跳頻序列為基礎(chǔ),提出了適合FPGA實現(xiàn)的發(fā)電機。第二節(jié),第三節(jié)提出了一個擾動架構(gòu)混沌發(fā)生器的組成以及對它周期性的考慮。在第四節(jié)中,利用Xilinx XC4028XLA 對發(fā)電機的FPGA實現(xiàn)進行描述。第五節(jié)解決了基于混沌發(fā)生器的性能測試。最后,對余下的問題進行了討論。2.統(tǒng)計設(shè)計 基于動力學的混沌跳頻序列的設(shè)計5在
9、理論上是嚴格成立的,但不適合簡單的硬件實現(xiàn)方法。系統(tǒng)設(shè)計與n維離散時間統(tǒng)一混沌系統(tǒng)分布15,16。系統(tǒng)基于自回歸(AR)的過濾器補溢出非線性結(jié)構(gòu),我們對FPGA結(jié)構(gòu)的簡單實現(xiàn)十分感興趣。因此,我們正在積極地研究基于非線性AR濾波器的發(fā)電機?;煦绨l(fā)生器的框圖如圖1所示。在嚴格意義上講,周期軌道是不混亂的。本文中的“數(shù)字混沌軌道/序列”是指那些在模擬設(shè)備中可以使生成階AR濾波器具有溢出非線性MOD(.)上的一個真正意義上的混沌系統(tǒng).s(t)是隨機信號. ,是狀態(tài)變量,是上的映射,但目前我們只能不斷的通過乘法來得到它們,實系數(shù)是一個小擾動信號,要在下一節(jié)中被討論,即零輸入的時間福祉。然而,所有的變量
10、和系數(shù)被視為不失一般性的非負整數(shù)時,硬件實施而言,由于FPGA是更適合定點實現(xiàn)??v觀本文,連續(xù)混沌信號表示,但是表示的整數(shù)值的變量。相應(yīng)地,函數(shù)MOD(.)定義為連續(xù)信號15。對于整數(shù)值的信號,它會第改為標準的整數(shù)模功能第三。在FPGA中,表示二進制格式,是字長過濾器。為進行定點實現(xiàn),所有的乘法和加法下通常情況。最后,是提取在某些位平行中的點。自治區(qū)非線性濾波器描述: (1)我們引進的三維狀態(tài)變量向量的時間演化系統(tǒng)是由 (2)當M在表示為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣我們只考慮M的情況下不同的特征值為,其中,是確定的根 : (3) 科恩16證明該過濾器是遍歷并保留 - 二維均勻分布,該系統(tǒng)是不腐化和系數(shù)。為我們
11、的宗旨,設(shè)計應(yīng)該能夠產(chǎn)生純粹隨機元序列的混沌信號。這個目標可以達到令人驚訝的,雖然是確定性的混沌系統(tǒng)。符號動力學理論證明,通過相空間的分區(qū),得到的序列某些混沌系統(tǒng)是無法區(qū)分的,從馬氏在概率意義上的連鎖。從信息論的角度來看,我們從每個元素的信息取得位,如果跳頻序列是純粹隨機的。這相當于要求混沌系統(tǒng)能夠創(chuàng)造出迭代的信息位。 “混沌動力學之間的連接和信息理論已成立17。事實證明,度量熵h作為一個混沌軌道特征信息的創(chuàng)建率演變。文獻5作為標準度量熵基于一維混沌跳頻序列設(shè)計系統(tǒng)。 對于多維系統(tǒng),它顯示,公制熵是所有正指數(shù)17的總和。因式(2)系統(tǒng)局部線性的三維是均勻分布的,我們給出了指數(shù)模塊的特征值的對數(shù)
12、。 因此度量熵: (4)從嚴格意義上講,度量熵是信息創(chuàng)造相空間產(chǎn)生分割率17。遺憾的是,一般很難找到產(chǎn)生高維系統(tǒng)的分區(qū)。啟發(fā)式,也刻畫了離散信源的熵時這種簡化可以理由是:a)只標信號是可用的事實一個旁觀者,從相空間重構(gòu)是可能的; B轉(zhuǎn)化為離散值集含蓄地介紹了元分區(qū)(看到的一個例子6的連續(xù)空間所謂的混沌位序列)和C)是均勻分布的。這種簡化的基礎(chǔ)上,熵度量非線性濾波器應(yīng)滿足的條件和這樣的順序是純粹隨機的。 有顯著的簡化將導致如果對所有。在這種情況下,系統(tǒng)的度量熵 (5) 它可以派生形式到公式(3),非線性濾波器會產(chǎn)生純粹隨機元序列,如果。那里在確定的幾個標準,援助我們,如果所有的根特征多項式在單位
13、圓外。 附錄I中,我們描述一個過程的科恩試驗18,這是最初用于測試,如果是一個線性系統(tǒng)進行互惠多項式。為二階系統(tǒng),明確的條件下,可推導出系統(tǒng)有兩個不同的根在單位圓外。自兩個根,必要的條件可以概括為:進一步簡化出現(xiàn)時,所有的系數(shù)是負號碼。在這種情況下,因為我們有條件是和。 即使是這樣的測試,我們也可以繞過,因為我們的任務(wù)是合成履行熵判據(jù)系統(tǒng)。這個任務(wù)可以通過設(shè)置為直接的跟來完成,這樣 就是度量熵,目的是要滿足科恩的標準。系數(shù)可確定在條件由根: (6)其中求和是在所有可能的組合不同的根。這表明,合成所需的混沌跳頻應(yīng)用系統(tǒng)并不困難。度量的熵減少(正)指數(shù)一維混沌系統(tǒng)(1 - D)。在此視圖中基于熵標
14、準以上,可能被認為是一個泛化19,指數(shù)被利用估計應(yīng)該等待多長時間后前位可以安全地從混沌鎖相環(huán)另一個位。3. FPGA實現(xiàn)一個發(fā)電機原型設(shè)計的過程說明將在本節(jié)中實現(xiàn)。假設(shè)一個頻率是,這是無線電跳頻通信系統(tǒng)中可能的高頻(VHF)情況。這是要求跳頻序列期間不小于,大小應(yīng)該是潛在的CDMA應(yīng)用64。設(shè)計過程主要包括兩個步驟。首先,應(yīng)選擇適當?shù)姆蔷€性濾波,度量熵6。然后,一個序列是用于擾亂這種非線性濾波。為了證明FPGA的多功能性,發(fā)電機支持兩個序列的選擇由外部套信號。它們對應(yīng)于上述兩種結(jié)構(gòu)圖利用列伊。2(a)及(b)分別。 “字長是兩個過濾器。最低6位輸出是跳頻碼。一個結(jié)構(gòu),并不需要任何一個三階濾波器
15、乘數(shù)。其結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。首先,我們選擇去滿足熵判據(jù)。第二,我們選擇三根特點多項式是位于單位圓外。系數(shù)為和,如圖(6)所示。列伊列伊隨后以二的補碼替換和,分別在FPGA實現(xiàn)。另一種是有兩個常系數(shù)的二階濾波器。選擇和將滿足度量熵判據(jù)。其實,應(yīng)該是64,以便,但我們近似奇數(shù)65。注意到的二進制形式是“1101”乘法是由三個實現(xiàn)左移和后續(xù)除。同樣,有二進制形式的“1 000 001”可以簡單地實現(xiàn)由6位左轉(zhuǎn)變和后續(xù)除?;旌舷嗫臻g,旋轉(zhuǎn)列伊是插入后的總和。擾動的順序是。與m序列發(fā)生器多項式,其中61是梅森被用來作為基本的擾動序列。不同由6元組序列索引添加模兩序列,如圖3所示。序列集是一個家庭Lemp
16、el和格林伯格提出的64個不同的序列14。模功能不明確出現(xiàn)在發(fā)電機作為一個在FPGA中自然溢出的后果。初始條件是固定為1081,5DE0642D的三階濾波器和10815DE0為第二階濾波器。序列初始化所有的發(fā)電機。非線性濾波當所有的檢測中再次被重新初始化序列發(fā)生器。整體結(jié)構(gòu)恰好是一個古典跳頻碼發(fā)生器級聯(lián)混沌系統(tǒng)的熵?;诨煦绨l(fā)生器原型,實現(xiàn)了在賽靈思FPGA芯片的XC4028XLA。軟件開發(fā)VHDL和然后從PC下載到配置芯片。圖4顯示了印刷電路板發(fā)電機的原型。發(fā)電機有一個友好的I / O接口。跳頻碼數(shù)據(jù)讀入PC機通過ISA總線卡連接到I / O接口。該發(fā)電機是廣泛測試。在各種條件下,它究竟產(chǎn)生
17、通過計算機仿真得到的相同的數(shù)據(jù)。 “實現(xiàn)成本約4000等效門I / O接口。發(fā)電機支持的工作頻率高達30兆赫。這表明,發(fā)電機是符合成本效益和允許被集成到一個跳頻收發(fā)器。發(fā)電機的成本比少得多的資源,后勤地圖20發(fā)電機,實現(xiàn)可編程組合電路。它利用16 32 KB的內(nèi)存來保存元素近似于拋物線函數(shù)矩陣派代表出席了在16位的數(shù)據(jù)。否則,如果切比雪夫地圖2的實施,被認為是一個巨大的規(guī)模表余弦函數(shù)是需要的,太。與的二階非線性濾波器27只是一個移位,發(fā)電機是因為它的多功能旋轉(zhuǎn)更具有吸引力?;谶@種混亂的發(fā)電機,有時甚至比傳統(tǒng)的簡單發(fā)電機非線性前饋邏輯12。發(fā)電機可實現(xiàn)其他技術(shù)好,如在DSP(數(shù)字信號處理器)和
18、ASIC(專用集成電路)。已經(jīng)在FPGA本文選擇主要是因為作者的利益。事實上,MAC(乘法和累加)指令DSP匯編語言可能使得它更適合實現(xiàn)DSP的非線性濾波器的結(jié)構(gòu),如果必要的乘法運算精度不高,例如,16位16位。當極高速運行和小裸片面積是ASIC的關(guān)鍵,是更好的選擇。主要優(yōu)勢FPGA是重新配置其可編程性和從容。例如,可以使用許多序列集相同的硬件,為實現(xiàn)上述示例所示。此外,升級是很容易做到。在未來,模塊跳頻碼同步,可在FPGA。4. 性能測試在本節(jié)中,我們提出的性能測試結(jié)果第四節(jié)發(fā)電機形容。A. 卡方檢驗卡方檢驗比較跳頻碼發(fā)生器輸出所需的均勻分布。讓我們表示次的頻率發(fā)生在數(shù)長度跳頻序列。卡方值被
19、定義為 (7)較低的卡方值表示分布更均勻。我們采樣兩套跳頻序列的長度為10發(fā)電機。圖5顯示卡方值平均所有64索引初始的混沌跳頻序列在第四節(jié)固定的條件。為了便于比較,在值平均超過64格林伯格序列14所示。 “m序列發(fā)生器的種子隨機為每個格林伯格序列??ǚ斤@著高值將出現(xiàn)在年初的,格林伯格如果他們設(shè)置的所有的序列。從圖5可以看出,平均兩個二階濾波器和過濾器往往略高于該格林伯格發(fā)電機,當序列的長度是非常大的。這意味著混沌跳頻序列呈現(xiàn)跳頻信號更均勻分布在整個頻率帶寬。結(jié)果這里是更令人鼓舞5報道,在那里混沌發(fā)生器工作以及m序列發(fā)電機。我們的解釋是,的格林伯格序列不是純粹的m序列。獲得每個序列介紹頻移,從一
20、個基本的m序列。公式(9)通過觀察我們發(fā)現(xiàn),這個序列的卡方值是相同的序列。由于這樣的平均64格林伯格序列的卡方值等于基礎(chǔ)序列的平均不同段。類似的趨勢也觀察到個數(shù)值模擬。圖4. 實現(xiàn)發(fā)電機原型的印刷電路板XC4028XLA圖5.三維均勻測試卡方值的比較混沌跳頻序列和格林伯格序列分布平均超過64序列圖6. 二維均勻測試卡方值的比較從發(fā)電機獲得三個位圖分布。 圖三中。圖7. 在平凡的漢明自相關(guān)分布的混沌跳頻期間65536序列。圖8. 漢明互相關(guān)分布的兩個混沌跳頻序列期間65536直接的應(yīng)用科恩的標準16將產(chǎn)生跳頻均勻分布的維度序列,但不一定是統(tǒng)一的維數(shù)更大比。作為一個例子,圖6顯示之間的比較在圖的發(fā)
21、電機在圖 3中,和時,其他的設(shè)置是相同的。四維(4-D)分布測試。以后的系統(tǒng)特征值,并和因此的標準。只有3位(被視為一個八進制數(shù))為了方便計算采樣測試。我們可以看出,雖然圖3中的發(fā)電機工作的相當好,但是在它之后的系統(tǒng)都在測試中失敗了。這有明顯的優(yōu)勢在干擾環(huán)境中,因為它降低了探測和跳頻信號的可跟蹤。B. 漢明相關(guān)特性。定期海明之間的交叉相關(guān)兩個序列和周期的定義14 (8) 進行了模的總和。海明被定義為自相關(guān),時,海明混沌跳頻序列的相關(guān)性是漸近高斯的均值和方差5。在實踐中,在平凡的漢明相關(guān)的峰值可能上界哪里是作為同一量級 (9)海明約束與尊重的Lempel-格林伯格低相關(guān)14,混沌跳頻序列漸近不理
22、想的,因為是可以忽略不計,當與相比大時。為方便計算,我們截斷兩個輸出圖發(fā)生器。 3,以獲取跳頻序列周期圖7。在平凡的漢明自相關(guān)分布的混沌跳頻期間65536序列。65536和計算海明相關(guān)。圖7顯示了索引序列的相關(guān)相分布互相關(guān)分布索引的兩個序列之間,它們分別在圖8中作了闡釋。高峰值分別為1152和1159,(與下限1024和1024)。相應(yīng)的Lempel-格林伯格的序列,發(fā)現(xiàn)有1138高峰值在這部分期間和1137,雖然他們擁有最佳海明在整個期間的相關(guān)14。因為缺乏高漢明相關(guān)性,這樣才使得混沌跳頻序列在被放棄的時候,代碼和多個收購訪問的性能不會退化。C. 線性復雜度圖9. 之間的線性復雜度和序列的長
23、度的關(guān)系索引序列(序列被作為二進制看)圖10. 基于混沌異步的FH / CDMA系統(tǒng)的誤碼率超過AWGN信道(Q = 64,K = 3)圖11. 基于混沌異步的FH / CDMA系統(tǒng)的誤碼率超過瑞利衰落信道(Q = 64時,K = 3)序列的線性復雜度被定義為至少需要生成序列使用階段線性反饋移位寄存器(LFSR)。通過使用這種算法28,它是能夠確定的LFSR一個從線性復雜度的序列感到滿意連續(xù)位的序列。隨著代碼的知識序列的干擾,能打敗FH處理增益由他的副本傳輸系統(tǒng)。線性代碼序列因此不能接受的抗干擾跳頻系統(tǒng)。上另一方面,混沌碼序列固有的非線性。由于碼序列是隨機的,線性復雜度序列的長度大約為它的一半
24、29。然后干擾一個幾乎不可能完成的任務(wù),因為他幾乎存儲整個序列以序列線性再生。附近的最佳線性復雜度是主要的優(yōu)勢與傳統(tǒng)的比較混亂的方法方法。作為一個例子,圖9顯示了線性復雜度,和圖3中序列的長度索引順序之間的關(guān)系。六個點被視為一個二進制序列中的元素,并且在算法中應(yīng)用了它。請注意,我們是絕不表明該序列是在安全加密感。D. 多次訪問性能考慮異步FH / CDMA通信系統(tǒng)每個活躍用戶采用非相干二進制移頻鍵控(BFSK)信號。這是假設(shè)一個數(shù)據(jù)位跳間隔期間發(fā)送。每當兩個或兩個以上的不同發(fā)射機的信號同時在相同的頻率槽傳送,我們說“打”的發(fā)生。在一個特定的位被擊中的概率是,在那里是跳槽到相同的另一個發(fā)射的概率
25、頻率槽30 31如果隨機跳頻序列模型假設(shè)。近似推導出誤碼率30 (10)其中非相干的BFSK的BER在AWGN信道及以上記憶瑞利衰落信道。是位信號的比,哪里是每比特能量是單面高斯噪聲的功率密度。這種近似有些悲觀時不夠大。如需準確的分析,請參閱31?;诨煦缒MBERS異步的FH / CDMA系統(tǒng)在圖繪制。 10日和11日,分別瑞利衰落信道。單用戶曲線還包括在每個數(shù)字作比較。在模擬,和三個跳頻序列索引,。圖3可以看出,基于混沌系統(tǒng)無論是AWGN信(12),低誤碼率渠道或瑞利衰落信道。這并不令人驚訝自混沌頻率海明相關(guān)跳頻序列是良好的。5. 結(jié)論我們已經(jīng)提出了一個基于非線性AR濾波器結(jié)構(gòu)的發(fā)電機?;?/p>
26、沌跳頻序列的結(jié)構(gòu)設(shè)計依賴于一個純粹的隨機跳頻序列的熵判據(jù)模型。提出的一個簡單的結(jié)構(gòu)在左旋轉(zhuǎn)中起著重要的作用。為了規(guī)避有限字長效應(yīng)一直是混沌系統(tǒng)中數(shù)字的實際應(yīng)用的主要障礙,我們使用攝動方法,以確?;煦缣l序列的時期是基于較低范圍中的規(guī)定值。發(fā)電機原型進行了各種測試和FPGA的實現(xiàn)??傊?,它是有用的混沌跳頻序列異步CDMA系統(tǒng),不受智能化威脅的干擾,因為它們是均勻分布的,具有最理想的海明相關(guān)性和最佳的線性復雜度。通常情況下,長周期序列的代碼收購不依賴于序列本身。相反,它往往用其他的手段實現(xiàn),如一個短周期的輔助序列或同步序列。如果本文提出的發(fā)電機納入跳頻收發(fā)器中,本次的收購方案就會被采納。然而,基于
27、混沌的代碼收購方法需要進一步研究,它需要系統(tǒng)具有自同步的能力。具體來說,新的快速采集技術(shù)是非常重要的,因為一些基于LFSR混沌碼序列的傳統(tǒng)技術(shù)的屬性是不適用的?;诨煦绲姆椒ǖ娜秉c是,只能對統(tǒng)計序列的性能進行評估。因此,漢明相關(guān)公式的功能是不可用的。對于短周期序列,這是不太可能的。因為計算機系統(tǒng)的性能影響低海明相關(guān)序列的搜索。然而,這仍然需要進一步優(yōu)化,避免與長周期的高漢明相關(guān)序列驚醒比較。幸運的是,如果序列周期很長,混亂的頻率跳頻序列是接近最優(yōu)的。為了防止序列典型的抗干擾應(yīng)用,我們可以重復序列,這樣,即使選擇到的是約束在整個時期上的一個跳頻序列,它也不再會是最佳的了。各個測試表明,混沌序列和
28、最優(yōu)序列類似于漢明相關(guān)值。換句話說,他們都像隨機序列。因此,我們可以得出這樣的結(jié)論:混沌跳頻序列執(zhí)行過程中的最優(yōu)序列在抗干擾應(yīng)用方面是最優(yōu)的。我們認為這是一個強有力的支持基于混沌的方法。其余問題包括徹底調(diào)查數(shù)字序列的周期性以及位錯誤率(BER)。在一個現(xiàn)實的性能測試中,我們使用優(yōu)化的基于混沌的FH / CDMA系統(tǒng)發(fā)電機等。一旦這些問題解決了,基于混沌的發(fā)生器將有望找到可以應(yīng)用于FH / CDMA的通信系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的抗干擾能力將是顯著的,而且多址干擾性能至今仍被保存。參考文獻1 M. K. Simon, J. K. OMara, R. A. Schultz, and B. K. Levitt
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