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matlab实现混沌扩频DCSK的仿真

news 来源：原创 2025/5/23 14:32:43

混沌扩频差分相移键控（Chaotic Spreading Spectrum Differential Chaos Shift Keying, CSS-DCSK）是一种基于混沌理论的通信技术，它利用混沌信号的伪随机特性来实现信号的扩频，从而提高通信系统的抗干扰能力和安全性。

1. 生成混沌信号

首先，我们需要生成一个混沌信号。这里我们使用Logistic映射作为混沌源。

% 初始化参数
N = 1000; % 符号数
M = 16; % 每个符号的比特数
k = log2(M); % 每个符号的比特数
Fs = 100; % 采样频率
t = 0:1/Fs:N-1; % 时间向量% Logistic映射参数
r = 3.8;
x = 0.5 * ones(1, N);% 生成混沌信号
for i = 2:Nx(i) = r * x(i-1) * (1 - x(i-1));
end

2. 生成DCSK信号

接下来，我们使用混沌信号生成DCSK信号。

% 生成随机二进制数据
data = randi([0 1], 1, N*k);% 将二进制数据转换为符号
symbols = bi2de(reshape(data, k, []).');% 生成DCSK信号
dcssk_signal = zeros(1, N);
for i = 1:Nif symbols(i) == 0dcssk_signal(i) = x(i) + 0.5;elsedcssk_signal(i) = x(i) - 0.5;end
end

3. 扩频

使用混沌信号对DCSK信号进行扩频。

% 扩频
spread_signal = dcssk_signal .* x;

4. 添加噪声

在扩频信号中添加噪声，模拟信道中的干扰。

% 添加噪声
snr = 10; % 信噪比
noisy_signal = awgn(spread_signal, snr, 'measured');

5. 解扩和解调

对接收到的信号进行解扩和解调，以恢复原始数据。

% 解扩
despread_signal = noisy_signal .* x;% 低通滤波
[b, a] = butter(6, 0.1/(Fs/2));
filtered_signal = filter(b, a, despread_signal);% 解调
decoded_signal = filtered_signal > 0;% 将解码后的信号转换为二进制数据
decoded_data = de2bi(decoded_signal, k);
decoded_data = reshape(decoded_data.', 1, []);

6. 计算误码率

最后，计算仿真的误码率。

% 计算误码率
ber = sum(data ~= decoded_data) / length(data);
fprintf('误码率: %f\n', ber);

7. 结果可视化

我们可以将原始数据、混沌信号、DCSK信号、扩频信号、接收信号和解码后的数据进行可视化。

% 绘制结果
figure;
subplot(6, 1, 1);
plot(t, data);
title('原始数据');
xlabel('时间');
ylabel('幅度');subplot(6, 1, 2);
plot(t, x);
title('混沌信号');
xlabel('时间');
ylabel('幅度');subplot(6, 1, 3);
plot(t, dcssk_signal);
title('DCSK信号');
xlabel('时间');
ylabel('幅度');subplot(6, 1, 4);
plot(t, spread_signal);
title('扩频信号');
xlabel('时间');
ylabel('幅度');subplot(6, 1, 5);
plot(t, noisy_signal);
title('接收信号');
xlabel('时间');
ylabel('幅度');subplot(6, 1, 6);
plot(t, decoded_data);
title('解码后的数据');
xlabel('时间');
ylabel('幅度');