混沌通信系统研究：FM-DCSK原型设计与非相干解调分析

"该文主要探讨了FM-DCSK混沌通信系统的原型设计与研究，这是一种基于调频差分混沌键控技术的通信系统。作者在系统发射端利用Lorenz混沌电路生成混沌调频载波信号，然后通过FPGA实现差分延时和调制。接收端则采用非相干相关法进行解调，并通过位同步模块进行信号定时测度，利用相关值与能量比值确定同步，并用数字锁相环进行相关峰值跟踪和位同步调整。实验结果显示，系统的非相干解调误码率接近理论分析，仅相差0.12dB。关键词包括调频差分混沌键控、非相干解调和位同步。" 本文详细介绍了FM-DCSK混沌通信系统的实际设计和实现过程，这是一种利用混沌理论的无线通信方法，旨在提高通信的安全性和抗干扰能力。调频差分混沌键控(FM-DCSK)是一种将混沌信号与调制信号相结合的技术，通过混沌电路产生不可预测的信号，增强了通信的保密性。 在发射端，系统采用Lorenz混沌电路，这是一个典型的非线性动力学系统，能够产生复杂的混沌行为。这种混沌信号经过调频处理，形成混沌调频载波信号，随后通过采样并在现场可编程门阵列(FPGA)中实现差分延时和调制，这一步骤是实现混沌信号编码的关键。 接收端采用了非相干解调方法，这种方法不需要精确的载波同步，降低了系统复杂性。位同步模块利用相关值与能量比值来确定初始同步状态，通过设置门限和滑动搜索窗口找到最佳同步点。之后，数字锁相环被用来追踪相关峰值并调整位同步，确保解调的准确性。 实验结果显示，该原型系统的性能表现良好，非相干解调的误码率与理论分析值接近，仅存在0.12dB的差距，表明系统的实用性和有效性。这项研究对于混沌通信系统的进一步发展和应用具有重要的理论和实践意义，特别是在安全通信和抗干扰通信领域。 FM-DCSK混沌通信系统结合了混沌理论和数字通信技术，通过混沌信号的生成、调制和解调，实现了高安全性、低误码率的通信。这一原型设计和研究为混沌通信的实际应用提供了基础，对于未来无线通信系统的设计提供了新的思路。