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基于自适应滤波器的自编码扩频通信系统的研究

魏梅  
【摘要】: 扩频通信技术凭借其抗截获、抗干扰能力强,保密性好等优势,在现代通信中得到广泛的应用。传统的扩频通信广泛采用伪噪声(Pseudo-Noise, PN)序列作为扩频序列,PN序列具有类噪声特性,但它实际上是确定的周期序列,容易被复制。PN序列的这一特点使通信的安全性受到威胁。自编码扩频通信(Self-encoded Spread Spectrum, SESS),从不断变化的随机数据源中提取扩频序列,避免使用确定的扩频码。较好地保证了扩频序列的随机性、通信的隐蔽性和低截获率。 本文的第二章到三章首先对扩频通信系统的基本原理和与之相关的理论进行概述;然后详细介绍了自编码直接序列扩频通信的原理、自编码扩频序列的产生方法及其统计特性。理论分析和仿真结果表明,自编码扩频有效地提高了信息传输的安全性和抗干扰能力。 自编码扩频通信的扩频序列是从待传输的信源数据流中获得的,因此信源的随机化技术是自编码扩频通信的基础,它在很大程度上决定了自编码扩频通信是否能获得实际应用。本文在总结现有自编码扩频通信扩频码产生方法的基础上,第五章引入AR滤波模型,介绍了利用前向预测误差滤波器提取扩频码的随机化技术。它动态地把信源序列转化成高斯白噪声分布的数据流,再通过量化、平衡编码进行序列优化,以得到所需的扩频码。 在扩展频谱通信中,扩频序列的特性是影响扩频系统性能的关键因素。在自编码扩频通信中,特殊的扩频序列产生方式决定了自编码扩频序列对于整个系统性能的影响更是巨大的。因此在第六章中,本文就扩频序列所必须具备的几个特性对所产生的扩频序列进行了理论分析和实验仿真。验证了利用AR方式获取扩频码的良好效果。 基于AR的自编码扩频通信要能够在实际通信中得到应用,必须具有抗噪声的能力和实现多址通信的多址能力。本文以AR自编码直接序列扩频通信方式为对象,讨论基于AR的自编码扩频通信系统(AR-SESS)模型、影响AR-SESS系统性能的重要因素、AR-SESS通信的信噪比和多址通信能力。 最后,对本文工作进行总结,提出了对自编码扩频通信技术进一步研究的看


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