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第1章 混沌与通信1

1.1引言1

1.2混沌3

1.3混沌的定量描述3

1.3.1连续时间混沌系统的李雅普诺夫指数3

1.3.2离散时间混沌系统的李雅普诺夫指数5

1.3.3 Kolmogorov熵5

1.3.4吸引子的维数6

1.4混沌的属性7

1.5混沌通信8

1.5.1传统的扩频通信8

1.5.2混沌扩频9

1.5.3混沌同步9

1.6混沌通信系统11

1.6.1混沌掩盖通信12

1.6.2混沌扩频通信13

1.6.3混沌键控通信15

1.6.3.1 CSK通信15

1.6.3.2 COOK通信17

1.6.3.3 DCSK通信17

1.6.3.4 FM-DCSK通信19

1.6.3.5 QCSK通信19

1.6.4混沌参数调制通信20

第2章 自适应滤波21

2.1引言21

2.1.1滤波21

2.1.2最优线性滤波器22

2.1.3自适应滤波器23

2.2卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波算法25

2.2.1卡尔曼滤波算法25

2.2.2扩展卡尔曼滤波算法28

2.3最小均方自适应滤波算法29

2.4 FIR自适应滤波算法及其改进31

2.4.1 FIR自适应滤波算法31

2.4.2改进的自适应滤波算法33

2.5无先导卡尔曼滤波器34

2.5.1 UKF算法34

2.5.2 UKF算法的收敛性分析36

2.5.3实验确认39

2.6噪声混沌信号的滤波方法42

2.6.1 EKF滤波方法42

2.6.2 基于UT的滤波方法44

2.6.3仿真结果45

2.6.3.1混沌系统参数时不变45

2.6.3.2时变混沌系统46

2.6.3.3混沌系统参数突变47

第3章 自适应解调器设计49

3.1混沌调制/解调原理49

3.2参数建模50

3.2.1混沌信号的建模方法50

3.2.2基于混沌的AR模型的辨识51

3.2.3消息信号建模52

3.2.4计算机仿真53

3.2.4.1源消息信号53

3.2.4.2仿真结果54

第4章 盲信道均衡器设计61

4.1盲信道均衡61

4.2无线通信信道的特性及其建模63

4.3计算机仿真64

4.3.1多径衰落信道——恒参信道模型65

4.3.2多径时变衰落信道——时变信道模型66

4.4回波消除器设计68

4.4.1回波消除原理68

4.4.2仿真结果69

4.5基于UKF算法的盲信道均衡72

4.5.1问题公式化72

4.5.2基于卡尔曼滤波器的盲均衡算法73

4.5.3无先导变换与盲均衡74

4.5.4仿真结果75

4.5.4.1多径衰落信道——常数信道模型75

4.5.4.2多径时变衰落信道——时变信道模型77

4.6基于粒子滤波器的盲信道均衡79

4.6.1状态空间模型与递推贝叶斯估计79

4.6.2序贯蒙特卡罗方法81

4.6.3粒子滤波器81

4.6.4信道模型83

4.6.5实验结果84

4.6.5.1多径衰落信道——常数信道模型84

4.6.5.2多径时变衰落信道——时变信道模型85

4.6.6混沌调制系统的盲均衡85

4.7基于双扩展卡尔曼滤波器的盲信道均衡87

4.7.1 MIMO混沌系统87

4.7.2双扩展卡尔曼滤波器88

4.7.3仿真结果91

4.7.3.1常数信道模型91

4.7.3.2时变信道模型93

第5章 基于混沌参数调制的多进制数字通信95

5.1引言95

5.2基于参数调制的多进制数字混沌扩频方案95

5.2.1基于参数调制的二进制数字混沌扩频系统97

5.2.2基于参数调制的四进制数字混沌扩频系统102

5.3仿真和性能分析102

5.3.1不同扩频因子下的BER性能比较103

5.3.2二进制数字扩频系统的BER性能比较104

5.3.3四进制数字扩频系统的BER性能比较104

第6章 基于相轨迹分割算法的多进制数字通信107

6.1引言107

6.2多进制混沌扩频通信方案107

6.2.1发送端107

6.2.2接收端108

6.2.3混沌信号检测原理109

6.2.3.1轨迹区域提取110

6.2.3.2混沌信号的同相检测111

6.2.3.3混沌信号的反相检测111

6.3仿真和性能分析112

6.3.1无噪声污染环境112

6.3.2噪声污染环境113

6.3.3仿真结果114

第7章 参数分多址的混沌通信方案117

7.1引言117

7.2问题公式化118

7.3反馈型无先导卡尔曼滤波器119

7.4仿真结果122

7.4.1两用户通信122

7.4.1.1混沌系统参数时不变122

7.4.1.2二进制参数调制122

7.4.1.3 M元参数调制124

7.4.1.4多用户通信124

第8章 应用粒子滤波器实现混沌通信127

8.1引言127

8.2通信方案127

8.3粒子滤波器与混沌同步129

8.4仿真与性能比较130

8.4.1混沌同步131

8.4.2性能比较133

第9章 正交调制的混沌通信方案及其实现135

9.1引言135

9.2基于混沌的正交调制方案136

9.2.1正交基函数的产生136

9.2.2单用户数字通信137

9.2.3多用户数字通信139

9.3仿真结果140

9.4系统级实现143

9.4.1系统时钟的分频144

9.4.1.1偶数分频电路的实现144

9.4.1.2奇数分频电路的实现145

9.4.2载波信号的产生148

9.4.3发送模块设计149

9.4.4接收模块设计150

9.4.5 Simulink的功能时序仿真151

9.4.6 Modelsim的RTL级仿真151

9.4.7资源占用和时序约束分析153

第10章 基于逆向迭代的混沌信号的分离方法155

10.1引言155

10.2混沌信号的分离方法155

10.2.1分离方法155

10.2.2数值仿真158

10.3噪声环境下混沌信号的分离158

10.3.1两个混沌信号的分离158

10.3.2比较结果159

10.4误差分析及性能改进159

10.4.1误差分析159

10.4.2噪声门限效应160

10.4.3多分支算法161

10.5多个混沌信号的分离162

第11章 基于逆向迭代的非相干检测及混沌数字通信163

11.1引言163

11.2基于调制初值的混沌通信163

11.3利用逆向迭代实现初值估计164

11.4仿真结果165

11.4.1二进制混沌数字调制系统的性能165

11.4.2四进制混沌数字调制系统的性能166

11.4.3参数误配166

第12章 线性混合的混沌信号的盲分离169

12.1盲信号分离概述169

12.1.1一般盲信号处理问题169

12.1.2瞬时盲源分离问题169

12.2盲信号分离的潜在应用170

12.2.1“鸡尾酒会”问题170

12.2.2数字通信系统170

12.3线性混合的混沌信号的瞬时盲分离方法170

12.3.1问题的由来170

12.3.2数学模型及分离条件171

12.3.3分离方法172

12.4仿真结果173

12.4.1无噪声条件下混沌信号的分离174

12.4.1.1两个logistic映射的分离174

12.4.1.2两个Henon映射的分离174

12.4.1.3 Logistic和Henon映射的分离175

12.4.2混沌信号与噪声的分离176

12.4.3噪声条件下混沌信号的分离176

12.4.3.1白噪声情况下的信号分离176

12.4.3.2低信噪比环境下的信号分离——Ⅰ178

12.4.3.3低信噪比环境下的信号分离——Ⅱ179

第13章 盲信号分离方法在混沌保密通信中的应用181

13.1混沌保密通信181

13.2盲分离与欠定问题181

13.3加密与解密182

13.3.1加密183

13.3.2解密183

13.4数值仿真184

13.4.1源信号为logistic和Henon映射184

13.4.2噪声环境下源信号为logistic映射186

第14章 基于H.264的视频混沌密写方法189

14.1信息隐藏和互联网时代的信息战189

14.2密写与密写分析的概念和基本要求190

14.2.1密写190

14.2.2密写分析192

14.3数字密写和密写分析研究的国内外概况193

14.4混沌密写算法194

14.5算法简介195

14.6混沌加密方案196

14.7密写方案197

14.7.1密写算法198

14.7.2性能分析200

14.8仿真结果与分析204

第15章 基于分数阶傅里叶变换域特征的盲密写分析207

15.1引言207

15.2特征提取208

15.2.1分数阶傅里叶变换208

15.2.1.1分数阶傅里叶变换的基本定义208

15.2.1.2二维离散分数阶傅里叶变换209

15.2.2提取DFRFT域特征209

15.3基于多类支持向量机盲密写分析211

15.3.1支持向量机与多分类211

15.3.1.1支持向量机211

15.3.1.2基于SVM的多分类问题214

15.3.2基于支持向量机的盲密写分析216

15.4仿真分析217

15.5小结218

第16章 基于混沌和分数阶傅里叶变换的数字水印算法219

16.1引言219

16.2 DCT域水印算法简介220

16.2.1 DCT数字水印算法的优点220

16.2.2 DCT域水印算法的一般流程及相关问题220

16.3基于混沌和分数阶傅里叶变换的水印嵌入算法221

16.3.1水印预处理221

16.3.2幅度谱水印嵌入222

16.3.3水印提取222

16.4仿真结果223

16.4.1图像质量223

16.4.2抗攻击性能分析224

16.5小结225

第17章 一种混沌神经网络和动态联想记忆227

17.1引言227

17.2混沌神经网络的建模227

17.2.1单个神经元模型227

17.2.2网络模型228

17.3网络的动力学特征分析229

17.4网络联想记忆230

参考文献233

索引252