混沌論文：混沌序列特性分析及混沌同步技術(shù)研究

混沌論文：混沌序列特性分析及混沌同步技術(shù)研究【中文摘要】混沌現(xiàn)象是在非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中出現(xiàn)的一種確定性的、類似隨機(jī)的過程,這種過程非周期、是一種貌似無規(guī)則的運(yùn)動(dòng),不收斂但有界,且對(duì)初始值具有極其敏感的依賴性,這些獨(dú)特的性質(zhì)使得混沌在保密通信、擴(kuò)頻通信等領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。隨著對(duì)混沌現(xiàn)象研究的深入,混沌同步成為這一領(lǐng)域的關(guān)鍵課題。本文介紹了混沌的一些基本理論,包括混沌的定義、研究現(xiàn)狀、混沌的映射以及混沌的幾種典型應(yīng)用。分析了四種典型混沌序列的統(tǒng)計(jì)特性,包括吸引子、李亞普諾夫指數(shù)、倍周期分岔、分形與維數(shù)、相位特性、功率譜特性、平衡性、游程特性、相關(guān)特性,并給出了仿真結(jié)果。介紹了線性復(fù)雜度的定義,研究了Massey算法、經(jīng)典的測(cè)度熵(K-S熵)算法、近似熵(ApEn)算法、排列熵(PE)算法、原生系數(shù)(IPP)算法以及Lempel-Ziv復(fù)雜度算法,并對(duì)四種典型的混沌映射的復(fù)雜度進(jìn)行了詳細(xì)的對(duì)比分析,給出了各種算法復(fù)雜度分析的數(shù)值。介紹了混沌擴(kuò)頻通信的基本原理,提出了一種新的混沌擴(kuò)頻序列優(yōu)選算法,并將產(chǎn)生的優(yōu)化混沌擴(kuò)頻序列應(yīng)用于DS/CDMA系統(tǒng)中,分別在不同干擾下進(jìn)行了仿真,結(jié)果表明本文方法產(chǎn)生的優(yōu)化混沌擴(kuò)頻序列的性能得到了很大地提高,能提供的系統(tǒng)容量較大,且具有很強(qiáng)的抗干擾能力。系統(tǒng)地研究了驅(qū)動(dòng)—響應(yīng)同步法、相互耦合同步法、關(guān)聯(lián)耦合同步法以及主動(dòng)—被動(dòng)同步法等幾種常見的混沌同步技術(shù),包括它們的基本原理以及實(shí)例仿真。針對(duì)混沌測(cè)距系統(tǒng)的具體應(yīng)用,設(shè)計(jì)了基于數(shù)字匹配濾波器的混沌碼捕獲與跟蹤方案,并利用該方案設(shè)計(jì)了兩種混沌測(cè)距的系統(tǒng),驗(yàn)證了利用該系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)距的可行性,討論了測(cè)距的工作過程、捕獲時(shí)間和測(cè)距精度?！居⑽恼緾haosisaconvincedandsimilarrandomprocessthatappearsinthenonlinearsystem.Itisalsoanon-periodicandirregularprocess.Itisnotconvergentbuthasabound,alsoitissensitivetoitsinitialvalues.Forallthesespecicalproperties,chaoshasgoodapplicationprospectinthefieldofsecurecommunicationandspreadspectrumcommunication.Withthedeepeningstudyingtothechaosphenomenon,chaoticsynchronizationhasbecometheimprotantsubjectinthisfiled.Thispaperintroducesthebasictheoriesofchaosincludingthedefinitionofchaos,thedevelopmentofchaostechnology,chaoticsequencesmapandtheirtypicalapplications.Thenthestatisticalpropertiesofthefourkindschaoticsequencesareanalyzed,includingattractor,Lyapunovexponents,bifurcationdiagrams,fractalanddimension,phasecharacteristics,powerspectrumcharacteristics,balance,run-lengthfeatures,correlation,andthesimulationresultsaregiven.Thedefinitionoflinearcomplexityisintroduced.TheMasseyalgorithm,classicalK-Sentropyalgorithm,approximateentropy(ApEn)algorithm,permutationentropy(PE)沌序列的復(fù)雜度表示方法

36-43

3.2.1經(jīng)典的測(cè)度熵(K-S熵)算法

36

3.2.2近似熵(ApEn)算法

36-38

3.2.3排列熵(PE)算法

38-40

3.2.4原生系數(shù)(IPP)算法

40-42

3.2.5Lempel-Ziv復(fù)雜度算法

42-43

3.3小結(jié)

43-46

4混沌序列的優(yōu)選算法研究

46-56

4.1DS/CDMA混沌系統(tǒng)

46-47

4.2混沌序列的優(yōu)選準(zhǔn)則和流程

47-52

4.2.1優(yōu)選準(zhǔn)則和流程

47-51

4.2.2仿真驗(yàn)證

51-52

4.3優(yōu)選后混沌序列誤碼率性能分析

52-55

4.4小結(jié)

55-56

5混沌同步技術(shù)研究

56-76

5.1混沌同步的定義

56

5.2幾種常見的混沌同步方法

56-67

5.2.1驅(qū)動(dòng)響應(yīng)同步法

56-58

5.2.2相互耦合同步法

58-61

5.2.3關(guān)聯(lián)耦合同步法

61-64

5.2.4主動(dòng)被動(dòng)同步法

64-67

5.3混沌擴(kuò)頻測(cè)距系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)

67-75

5.3.1匹配濾波器捕獲

67-69

5.3.2測(cè)距方案

69-73

5.3.3方案仿真

73-75

5.4小結(jié)