论文部分内容阅读
跳频通信系统中,如果载波频率被敌方成功捕获、预测、跟踪,则敌方可以很容易地瞄准我方所采用的载波频率,进行精确瞄准的跟踪式干扰,从而导致我方通信系统瘫痪。作为跳频通信中控制载波频率跳变的地址码序列,跳频序列的随机性是保证跳频通信的高抗干扰和低截获概率性能的基础和核心。跳频序列跳频特性的优劣将直接影响到跳频通信系统的性能。本论文构建了序列跳频特性的分析方法,研究了跳频序列的生成、跳频序列的特性及混沌跳频序列的混沌特性,实现了跳频序列的生成和跳频特性分析的软件模块。论文的主要研究成果如下:1、构建了序列的跳频特性的分析方法,并进行了软件实现;特别的,在Hamming相关特性分析方法构建中,改进了周期Hamming相关,提出了S-Hamming(Segment Hamming)相关分析方法。理论上对Hamming相关计算一般采用周期Hamming相关,它针对的是序列具有周期性且序列周期相对应用而言较小的情况。当跳频序列周期很大或者(近似)无周期时,用周期Hamming相关对其进行性能分析具有明显的局限性,且在工程上难以实现。与周期Hamming相关计算方法相比,S-Hamming相关方法适用于工程上跳频序列(近似)无周期、周期远大于其应用时间长度的情况,从而拓展了Hamming相关特性分析的工程应用。2、生成了基于m序列的跳频序列、蓝牙跳频序列和混沌跳频序列,并分析了所生成的跳频序列特性;特别的,针对混沌跳频序列的生成问题,提出了HEBQ(Histogram Equalization Based Quantization,基于直方图均衡化的量化)算法。混沌跳频序列的生成,需要先进行量化再进行宽间隔处理而得到。传统的量化算法一般基于原混沌系统的概率统计特性考虑量化方法,对于不知道概率密度函数或很难得到闭合概率密度函数解析式的混沌系统很难找到一个很好的量法算法。受到图像处理中的直方图均衡化理论的启发,本文提出了HEBQ算法。对所生成序列的预测性能和跳频特性的对比分析表明,该量化算法所生成的混沌跳频序列具有更好的平衡特性和Hamming相关特性,不易被预测侦破,适合应用于实际的跳频通信系统中。3、研究了判别混沌信号参量的算法和计算相空间重构参量的算法,并将其应用到混沌跳频序列的混沌分析中,得到了相应的混沌特征参量。本文将序列混沌性判别理论、相空间重构理论应用到混沌跳频序列的分析中,该分析可分为两个层次,首先分析混沌跳频序列的混沌性,主要通过计算其分形维、最大Lyapunov指数来研究和验证混沌跳频序列的混沌性;在验证混沌性后,论文继而利用相空间重构理论来分析混沌跳频序列,选择合适的算法分析计算混沌跳频序列相空间重构中的最佳时间延迟、最小嵌入维数,分析结果可用于检验跳频序列预测参数选取的相关情况。通过跳频特性分析方法的构建、系列跳频序列的生成和特性分析以及对混沌跳频序列的相空间重构参数的研究,论文研究成果可用于指导生成应用于实际跳频通信系统中的跳频序列,且所产生的序列应用于跳频通信系统将不易被预测侦破。