郑 坤

（武警吉林总队网管中心，吉林长春，130062）

码分多址通信系统中的混沌理论应用若干问题分析探讨

郑 坤

（武警吉林总队网管中心，吉林长春，130062）

混沌是一种非常复杂的非线性动力学理念，是自然界中普遍存在的现象，其概念被认为是二十一世纪最为重要的科学发现。本文将重点分析混沌理论在码分多址通信系统中的应用，从多个学术角度和技术角度阐述混沌理论的概念及定义。

码分多址；通讯系统；混沌理论；应用方式

1 混沌理论的定义

混沌理论的定义最初由科学家李天岩和YorkeJ从遍历论中的测度理论中综合分析得出。DevaneyR·L从拓扑的角度出发给予了混沌理论新的定义，其定义为：

设定C为以数据集合点，t：C→C就可以被称为是在C上的混沌表现，那么还可以得出这几点理论，即：t存在对初始数值的铭感依赖性；t是通过拓扑传递得到的；周期点将会在C周围出现稠密状态。

从这一点来看说明混沌理论具有这三种要素，即：不可预测性、不可分解性和成分规律性。由于t对初始数值具有一定的依赖性。因此混沌系统是无法测量的；因为存在一定的拓扑传递性，因此不可以被分为两个子系统；但是，在混沌环境下还是存在一定的成分规律性，也将是我们常说的稠密周期性。

2 码分多址的概念

码分多址主要包含以下两大技术：

2.1 码分技术是最为基础的拓扑技术

扩频通信是一种特殊的通信方式，在上个世纪中被广泛用于军用通信系统中，直至八十年代后，扩频通信技术的进一步发展，逐步进入民用通信体系当中，引起了更多技术人员的注意。由于通过分析扩频通信技术能够得到码分多址，从而让扩频通信在民用通信体系中的应用前景更加广阔。

2.2 多址技术

从通信的本质来看，多址技术和问题其实就是一个滤波问题。在同一个多址系统环境下，很多用户可以同时拥有同一种通信传输媒介，所以，我们必须采用一种信号分离技术或滤波方式来区分不同用户的传输信号。目前，我们常见的信号分离技术主要有以下几种：

（1）利用不同传输波形来区分出不同信号的码分多址。

（2）利用定向天线矩阵来实现信号区分的空分多址。

（3）使用滤波器来实现的频分多址。

（4）应用时间段落控制的时分多址。

从理论的角度来理解，无论是哪一种信号区分技术，其提供的区分容量都是相同的。但是综合分析蜂窝通信系统中的各项因素，笔者发现码分多址技术能够比其他三种多址技术更加有效。

3 基于混沌理论下的收发端保持同步的通信技术

3.1 混沌模拟通信

混沌模拟通信是一种最早基于混沌理论的通信研究，研究的重点就是讲混沌同步作为技术基础，将小量的通信信号分层叠加在混沌信号层之上，同时在使用一个同步性高的混沌信号调制出需要使用的信号。

（1）混沌调制

混沌调制科学人员将混沌信号应用于扩频通信的一种方法，起技术的基本思想就是使用一个类似白噪声的宽谱信号去调制所需的信号。

（2）参数调制技术

参数调制技术又可被称为混动通信技术的开关，其技术思想就是讲一些二进制的信息流通过调制的方式能够出现在混动系统中动力学中的某一参数之上，然后能够在信息接收端能够估算出这些参数，从而调制出正确的信息流。

3.2 混沌数字通信

通过使用混沌数字编发的系统来对通信信号进行保密处理，这样比连续使用混沌系统更加容易，而且具有高度的保密性，所以，二十一世纪的通信更加趋于数字化发展。

（1）码分多址支扩基带通信系统

使用混沌序列来代替传统的PN序列就能够成为混沌序列中地址码的扩频多址系统，该项系统的调制、解调和数据序列的检测与PN序列的地址码检测方式基本相同，通常情况下是在发送端进行扩频和载波的调制处理，而在接收端则使用相关检测方式来恢复数据。该项系统的信息同步方式也与传统系统的方法基本相同，主要是在信息传递之前，先周期性的预判信息的同步序列，从而能够便于信息接收端捕获信息和对信息进行跟踪。但是这个系统会涉及到两个问题，即：伪随机编号的调制和处理相关信息，其中前一个问题的核心理念就是要负荷扩频通信要求来进行随机序列排序。

（2）基于非线性递归数字滤波器的数字混沌通信

将非线性递归数字滤波器通过重组构建成为一个世纪混动系统的理论基础：当一个实际性的离散混沌系统形成时，那么首先出现的问题就是“字长效应”，也将是精度限制。由于混沌映射的参数和状态只能用户表示有限的精度，从而让其在理论上是一个混的系统，但是在实际当中却只是一个有限状态机，并且还会随着数字而不断的增长，增长周期也会随之加快。

（3）通过DB同步来实现的数字混动通信

高速性和准确性和DB同步系统的主要特点，也是其最大的技术优势。高速性主要是指两个不同初始数值的系统，只要能够进行限步叠送就能够实现完美同步；而准确性则是指两个系统在同步之后，从理论的角度来分析，两个系统的状态应该是完全相同的。

科学家Angeli和他的实验小组通过利用DB同步的优势，创建出了一个基于混沌理论的数字混动保密通信方案。该套系统中的混沌映射具有两个完全相同的动力学方程，并且具备充分的DB同步优势。笔者假设需要N步迭代就可以实现系统同步。

4 结束语

在码分多址通信系统中应用混动理论还是一个比较前沿的课题，其中还存在很多问题亟待我们去解决，因此，深入研究混沌理论的深层含义是十分有必要的，并且结合码分多址通信系统的特点来进行多角度研究。

[1] 谭庆贵,胡渝.二维大气无线光码分多址通信系统[J].中国激光,2006,06:783-787.

[2] 王亚峰,万生鹏,胡渝.无线光码分多址通信系统编码技术研究[J].电子科技大学学报,1999,04:415-418.

[3] 李宏荣.时分多址与码分多址数字通信系统比较分析[J].山西煤炭管理干部学院学报,2008,03:157-158.

Analysis of chaos theory in code division multiple access communication system

Zheng Kun
（Jilin Armed Police Corps Network Management Center，Changchun Jilin，130062）

This paper focuses on the application of chaos theory in code division multiple access communication system, and expounds the concept and definition of chaos theory from multiple perspectives and techniques.

code division multiple access;communication system;chaos theory;application mode