20世纪90年代起,IEEE出版了一系列混沌通信方面的专辑,这些文献展示了众多科学家的研究成果与混沌通信研究的潜力和进展[2]。混沌通信系统的实现分为模拟方式、数字方式两种。90年代以后,数字方式实现混沌通信系统的巨大可能性被人们认可。混沌系统发送机的载波是由迭代公式的数字系统产生的混沌信号构成的,而对于连续时间混沌系统,一般是用模拟电路实现的。在进行通信时,要实现可以保持收发同步的模拟电路是很困难的。而且混沌信号产生器对初值条件非常敏感,稍有不同就会导致混沌信号完全不相干,因此,离散混沌系统是混沌数字通信发展的必由之路。
基于混沌键控(Chaos。Shift。Keying)基础上的混沌键控调制系统,是数字混沌通信系统的典型代表。混沌键控通信从最初混沌开关键控[1](COOK)和混沌键控(CSK)发展到更优越的差分混沌键(DCSK)[5],最新阶段,混沌键控的新发展为四相正交混沌键控和FM-DCSK [1]。79783
国外已经制造出了FM-DCSK[2][17]制式样机。许多国家都制定了自己的发展计划。其中,欧盟资助的Esprit计划,美国Los Alamos National Lab、IBM(国际商业机器公司)、NRL(美国海军实验室)和诸多大学都展开了大量研究。美国工业和应用数学协会在纲领性文献《控制理论未来的发展方向中》,特别将FM-DCSK作为控制领域的新研究方向。日本也提出了“非线性研究五年计划”。德国提出“混沌技术及其研究重点”。其它各国也纷纷加入竞争。论文网
信号多址是所有通讯方式都要研究的一个问题。同样,多址、多路,也是混沌通信系统的要素之一。目前DCSK方式的多址实现形式可列为如下几种形式:
(a) Walsh函数法[4]。该方法是根据不同用户数,来产生一组不同长度的、相互正交的Walsh码,一组正交的Walsh码分别对应一个用户,令发送数据和各自参考信号相乘。
(b) 改变帧结构法[5]。改变帧结构法,是通过将来自不同地址的多比特信号组为一帧,在一帧参考信号和数据信号中加入时隙间隔,使其互相关性更加低,从而实现多址。
(c) 加入变换法[6]。该法是在DCSK调制后,经一系列变换,使参考信号和信息携带信号不再是等同或互补的关系。接收端只要通过逆变换,再经过通常的解调处理就可以还原出原始数据。设计能大幅降低混沌信号间的互相干的算法是该方法的关键。降低低互相关也是以上三种方法的核心。
(d) CDMA法[7] 。该方法给不同的用户分配不同的PN码,前半码元,输出参考信号,后半码元,本应该是经过待发送数据的调制的参考信号,PN法中,需要再和所分配的PN码相乘。这种方法利用了PN码的低互相关性。