通信系統(tǒng)中混沌理論應(yīng)用范文

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隨之經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展，人們的生活水平已有了質(zhì)的提高，對(duì)通信領(lǐng)域提出了新的更高要求。同時(shí)，在科技發(fā)展的浪潮中，各種新的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，逐漸應(yīng)用到通信領(lǐng)域中。在新時(shí)代下，就碼分多址技術(shù)而言，它已經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程，在通信領(lǐng)域中的地位日益凸顯。同時(shí)，在非線性科學(xué)研究中，混沌理論、混沌現(xiàn)象都是其核心的組成要素，是新時(shí)期具有廣闊應(yīng)用前景的理論之一。隨著碼分多址通信系統(tǒng)的不斷完善，混沌理論已被應(yīng)用到其中，為其長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展道路提供了有利的保障。可見(jiàn)，站在客觀的角度，對(duì)混沌理論在其中的應(yīng)用予以分析具有一定的實(shí)踐意義。

1混沌理論概述

從某種意義上說(shuō)，混沌并沒(méi)有嚴(yán)格的定義。通常情況下，它是指和隨機(jī)性外因無(wú)關(guān)，卻和某種內(nèi)因有著必然聯(lián)系，并由此得出的具有隨機(jī)性特點(diǎn)的一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。而混沌運(yùn)動(dòng)則是指在對(duì)應(yīng)的確定性系統(tǒng)中，那些局限于有限相空間的具有其不穩(wěn)定特征的運(yùn)動(dòng)。由于這種不穩(wěn)定性的存在，相關(guān)系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間行為會(huì)呈現(xiàn)出一種混亂現(xiàn)象。就混沌理論而言，它和一系列的混沌現(xiàn)象都屬于非線性科學(xué)研究領(lǐng)域的核心組成部分。同時(shí)，它也充分展現(xiàn)了動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)理論的特點(diǎn)，屬于混沌學(xué)的新分支。為此，混沌理論被人們稱之為是在相對(duì)論、量子力學(xué)之后的一次歷史性的科學(xué)革命，具有劃時(shí)代的意義。在新時(shí)代下，由于混沌中具有的秩序性，隨機(jī)中展現(xiàn)的規(guī)律性等特點(diǎn)，混沌理論及其混沌現(xiàn)象已成為新時(shí)期科學(xué)界探討的火熱話題，混沌理論已逐漸完善，具有更好的發(fā)展前景。

2碼分多址通信系統(tǒng)概述

從某個(gè)側(cè)面而言，碼分多址這一概念來(lái)源于擴(kuò)頻通信，CDMA是它的英文簡(jiǎn)稱。就擴(kuò)頻通信而言，它已有大約三十年的歷史。最早的時(shí)候，擴(kuò)頻通信主要用于軍事方面，是重要的通信樞紐，在敵對(duì)環(huán)境中，可以充分利用擴(kuò)頻技術(shù)，來(lái)抵抗敵軍對(duì)通信系統(tǒng)造成的干擾，提供具有保密性質(zhì)的通信。隨之?dāng)U頻技術(shù)的逐漸完善，它也被應(yīng)用到民用通信方面。同時(shí)，集成電路技術(shù)的發(fā)展為碼分多址技術(shù)的進(jìn)一步研究提供了有利的條件。隨著研究的不斷深入，碼分多址技術(shù)逐漸被應(yīng)用到數(shù)字蜂房類型的移動(dòng)通信等領(lǐng)域，扮演著關(guān)鍵性的角色，已成為新時(shí)代科學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)。以陸地蜂房移動(dòng)通信系統(tǒng)為例，碼分多址技術(shù)的應(yīng)用主要是為了緩和無(wú)限用戶、有限頻帶二者間的矛盾，更好地滿足用戶多樣化的需求。此外，碼分多址技術(shù)具有多樣化的特點(diǎn)，比如，具有較強(qiáng)的抗干擾性、具有一定的軟切換能力，為經(jīng)濟(jì)而高效的個(gè)人通信提供了有利的支撐力量。就其基本思想而言，碼分多址是在通信系統(tǒng)發(fā)送端調(diào)制器的基礎(chǔ)上，引入的具有噪聲類型的偽隨機(jī)碼。換句話說(shuō)，它是原信息信號(hào)的轉(zhuǎn)換，使對(duì)應(yīng)的信號(hào)頻譜以迅速擴(kuò)展。通常情況下，一旦每個(gè)通信點(diǎn)都采用不同類型的PN碼進(jìn)行區(qū)分，便會(huì)形成對(duì)應(yīng)的碼分多址系統(tǒng)，也被叫做擴(kuò)頻多址。

3碼分多址通信系統(tǒng)中混沌理論的應(yīng)用

隨著時(shí)代不斷演變，混沌理論已逐漸完善，逐漸被應(yīng)用到碼分多址通信系統(tǒng)中。主要是因?yàn)榛煦缧盘?hào)具有一定的特殊性質(zhì)，可以使相關(guān)混沌系統(tǒng)產(chǎn)生一定的混沌序列。而這些序列在現(xiàn)代化通信領(lǐng)域中發(fā)揮著不容忽視的作用，尤其是在具有保密功能的擴(kuò)頻通信方面。因此，本文作者對(duì)混沌理論在碼分多址通信系統(tǒng)方面的應(yīng)用予以了分析。就其應(yīng)用而言，以混沌信號(hào)在保密通信方面的應(yīng)用為例，根據(jù)混沌信號(hào)的作用不同，可以對(duì)它進(jìn)行不同的分類。比如，振幅隱蔽類型的通信。對(duì)于這方面，主要是以混沌信號(hào)為載波，可以將那些等待調(diào)制的信息以疊加的方式在上面發(fā)送。而在信息數(shù)據(jù)接收端，會(huì)把接收到的信號(hào)減去其中那些和調(diào)制信號(hào)一致的混沌信號(hào)。在此基礎(chǔ)上，便可以迅速調(diào)解出好那些有用的信息數(shù)據(jù)，使混沌好隱蔽調(diào)制通信得以實(shí)現(xiàn)。需要注意的是：在混沌理論應(yīng)用過(guò)程中，被調(diào)制出的信息數(shù)據(jù)幅度不能超過(guò)混沌信號(hào)本身的幅度。比如，混沌參數(shù)調(diào)制通信，也被叫做混沌交換。以混沌參數(shù)領(lǐng)域?yàn)槊浇椋瑢?duì)應(yīng)的元件參數(shù)必須在該范圍內(nèi)。以此為基礎(chǔ)，對(duì)混沌系統(tǒng)所具有的元件參數(shù)值進(jìn)行合理化地調(diào)制，并使那些收、發(fā)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同步、異步狀態(tài)。更為重要的是，混沌系統(tǒng)自身的行為需要以兩個(gè)吸引子為紐帶，實(shí)現(xiàn)彼此間的交換。最終，使保密通信得以實(shí)現(xiàn)。在碼分多址通信系統(tǒng)中，混沌信號(hào)在擴(kuò)頻通信方面的應(yīng)用具有一定的優(yōu)勢(shì)。（1）在混沌信號(hào)應(yīng)用過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)很多可用碼組。以傳統(tǒng)型的偽隨機(jī)碼序列為例，其中的碼組數(shù)目并不是無(wú)限的，會(huì)受到相關(guān)方面的限制，而其中的優(yōu)選碼組特別少。但混沌信號(hào)的應(yīng)用可以為此提供無(wú)限的碼組，還有很多優(yōu)質(zhì)組，具有一定的自/互相關(guān)特性。（2）具有很好的保密性，可以有效防止重要信息數(shù)據(jù)的泄漏。在傳輸過(guò)程，混沌信號(hào)會(huì)使所傳出的信號(hào)頻譜像高斯白類型的噪聲。在傳輸過(guò)程中，很難引起注意。同時(shí)，在混沌信號(hào)應(yīng)用中，混沌序列已不僅僅是一種二元序列，可以使重要信息數(shù)據(jù)被破譯的可能性降到最低。而其中的混沌調(diào)制編碼序列也不會(huì)和信息位相對(duì)應(yīng)，即使其中某一信息數(shù)據(jù)被破譯，也不會(huì)使傳輸中的信息被泄漏。

4結(jié)語(yǔ)

總而言之，在碼分多址通信系統(tǒng)中，混沌理論的應(yīng)用有著非常深遠(yuǎn)的意義。它能夠使碼分多址類型的通信系統(tǒng)所具有的功能得以更好地呈現(xiàn)，對(duì)數(shù)據(jù)信息的傳送具有更好的保密性，為我國(guó)相關(guān)工作的開(kāi)展提供便利。同時(shí)，混沌理論的應(yīng)用能夠使碼分多址通信系統(tǒng)更加完善，不斷擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)說(shuō)，碼分多址通信系統(tǒng)還需要進(jìn)一步完善，但其必將會(huì)走上長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展道路，使我國(guó)通信事業(yè)擁有更加廣闊的發(fā)展空間，步入更高的發(fā)展階段。

作者：曹君 單位：景德鎮(zhèn)學(xué)院