基于差异阈值循环分组的密钥生成算法

针对无线通信中通信双方提取的信道特征存在明显差异,导致双方的密钥生成速率和一致率较低的问题,提出差异阈值循环分组的密钥生成算法(TGKG)。首先,对信道状态信息(CSI)进行差异阈值分组,使任意组内元素间的间隔均大于该值,提高组内数据的差异,减小量化误差以降低密钥不一致率;循环分组只需一方进行,防止因数据误差导致的分组不一致。同时,提取信道系数的实部和虚部量化,增加量化比特数目,提高了密钥生成速率。通过概率论及信息论公式证明了所提算法在密钥不一致率、密钥可达速率和安全性3方面的优势。实验结果表明,所提算法在5 dB信噪比(SNR)条件下,通信双方的密钥不一致率约为2%,密钥生成速率约为142%。

基于优化CCSK调制的低轨卫星通信导航一体化信号设计方法

给出了一种基于优化循环码移键控(cyclic code shift keying,CCSK)方式的通信导航一体化信号设计方法,使通信信号的互相关函数的正值与导航信号自相关函数的峰值一致,从而克服互相关干扰,提高通信速率。通过频分复用的方式划分通信信号和导航信号的频带,基于正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)技术提出连续分配、交替分配和随机分配3种子载波分配方案。对优化CCSK调制和CCSK调制的一体化信号的自相关峰值性能进行仿真和分析,结果表明,在3种子载波分配方案下,采用优化CCSK调制的一体化信号的自相关峰值性能均优于CCSK调制的一体化信号,且采用优化CCSK调制的通信信号的互相关特性对相应的导航信号的自相关峰值有增强作用,可提升通信导航一体化信号体制下导航信号的码相位同步性能。

AES算法的研究与其密钥扩展算法改进

种子密钥是高级加密标准(AES)的关键参量,而密钥扩展算法则是保护种子密钥不被盗取的重要实现方法。首先对加密算法的实现方法与过程进行研究,然后详细分析密钥扩展算法的运算过程,最后针对原有算法存在的安全隐患和破解难度不高的缺点,通过循环移位对密钥扩展算法进行改进,提出一种具有"运算方向单一性"的密钥扩展实现策略;并在Keil环境、12 MHz条件下测试各算法。通过实验结果分析得到,在保证运算速率的前提下,这种新算法可以进一步改善AES算法中种子密钥的安全性,并且没有破坏与加密算法间的同步特性。

正交频分复用循环移位扩频水声通信

针对常规直接序列扩频水声通信数据传输速率低及M元扩频水声通信接收机复杂度高的问题,提出了一种正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)技术和循环移位键控(cyclic shift keying,CSK)技术相结合的调制方式,该调制能很大程度地提高系统的带宽使用率。从理论上对该方法在高斯白噪声信道条件下的误码率进行了分析。同时,采用Chu序列作为扩频序列,通过理论推导得出其峰均功率比(peak to average power ratio,PAPR)的上限为3dB。利用实际湖试测量得到的多径信道模型,与DSSS-OFDM方法进行了误码率性能的分析比较。结果表明,新提出的方法具有很好的抗多径性能,且具有带宽利用率高、复杂度低的特点,适用于中、远程及多用户水声通信。

基于被动时间反转的差分循环移位扩频水声通信

针对在时变的水声信道中系统的精确同步十分困难,而传统循环移位扩频系统在没有精确同步的条件下,很难准确判决的问题,提出一种差分循环移位扩频水声通信方法.该方法采用差分方式调制,能够在系统粗同步的条件下准确解调信息;在接收端采用被动时间反转方法解调,抑制多径效应产生的影响,并降低系统的复杂度.湖上试验结果表明:所提方法在1.8km的通信距离下实现无误传输;对试验数据附加噪声和同步误差处理后,在信噪比为-8dB、同步误差为5/4移位单元情况下的误码率达到10-5.

锈蚀箍筋约束混凝土柱低周往复试验研究

为了解锈蚀箍筋约束混凝土柱的抗震性能,通过加速锈蚀试验得到8根锈蚀混凝土柱,并对其进行低周反复荷载试验,研究箍筋锈蚀后混凝土柱的受力特点和破坏机制,对比分析箍筋直径、箍筋间距等参数变化对锈蚀箍筋约束混凝土柱的承载能力、延性、滞回特性、刚度退化、强度退化和耗能等抗震性能指标的影响.结果表明:箍筋锈蚀后,混凝土受到的约束作用降低,导致混凝土柱抗震性能退化;随着箍筋锈蚀量增大,柱破坏时的极限位移减小,滞回曲线出现捏拢现象且逐渐明显,强度降低程度和刚度衰减程度均增大,延性和耗能能力降低,相同控制位移下的累计耗能量增大.

CCSK调制的变换域通信系统基函数序列估算算法

针对远距合作变换域通信系统中存在的收发两端基函数不一致的通信问题,基于集平均的方法提出了循环码移键控调制的基函数序列的估算算法。在同步条件下,对接收到的信号按连续基函数周期分段采样,以此构造各分段数据之间的相对偏移量矩阵,根据得到的偏移量对各段接收数据序列进行循环移位,对齐之后累加求平均从而得到基函数的估算。仿真结果表明:该算法估算出的基函数与发送端基函数的时域采样分布基本一致,算法的估算性能要好于传统算法。该算法可以完成接收端数据的可靠接收,当系统误码率性能为10-4时该方法的信噪比损失低于0.2dB,而相比传统方法的信噪比增益可达1.2dB。

循环自相关函数在风电齿轮箱试验台振动测试中的应用

针对某集团公司风力发电增速箱试验台工作时的噪声来源进行分析。通过对比各故障诊断方法选用循环自相关函数对噪声进行诊断,运用采集到的数据分析得出风电齿轮箱的噪声来源于高速轴的刚度不足,从而引发周期性振动,导致高速轴和部分轴承以及齿轮啮合时产生不同程度的冲击振动,最后证明此试验台的不合理性,给出可行性方案。通过分析表明该方法在风电增速箱这样的多调制源、多故障特征频率的故障诊断领域有良好的实用性。

水平低周反复荷载作用下棉花秸秆草砖填充墙对框架结构抗震性能的影响

本文分别对按1/2比例制作的1榀内填棉花秸秆草砖的框架结构墙体和1榀纯混凝土框架进行水平低周反复荷载作用下的抗震性能试验,研究棉花秸秆草砖填充墙对框架结构的承载能力、刚度、延性、耗能等抗震性能的影响,试验结果表明棉花秸秆草砖与外框的黏结性能能减缓墙体的破坏速度,两者黏结性能破坏时,草砖也未退出工作仍能与外框共同抵抗外力作用;草砖的弹性模量小,因此墙体的滞回曲线比纯框架墙体"捏拢"现象更明显;草砖能增强框架结构的延性和耗能性能并有效提高墙体刚度。

基于循环移位运算的多服务器的密钥认证方案

为适应多服务器环境下密钥认证,并确保信息的安全,提出一种超轻量级的多服务器的密钥认证方案。采用一种自主设计的加密算法,即循环移位运算实现信息加密;循环移位运算可基于按位运算实现,使系统整体计算量达到超轻量级别;将用户口令与生物特征值相结合,抵抗假冒攻击等。从安全性、计算量等多角度分析文中方案,其结果表明,该方案能够抵抗重放、穷举等常见类型攻击,计算开销满足现有系统计算量低要求。

基于循环谱的改进BPSK直扩信号检测算法

在有限数据长度条件下,针对低信噪比下的二相相移键控(BPSK)直接序列扩频(DS-SS)信号,提出一种基于数据分段和重叠保留处理的改进检测算法。该算法无需信号的先验知识,通过在非零循环频率上的一维搜索实现信号检测。实验结果表明,该算法能有效抑制噪声,在低信噪比下对于DS-SS信号具有较好的检测性能。

基于QC-LDPC码的Niederreiter公钥密码体制

提出基于准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码构造的Niederreiter公钥密码体制。由于QC-LDPC的校验矩阵具有稀疏和分块循环的特性,且QC-LDPC的纠错能力大,与以往基于纠错码构造的公钥密码体制相比,该体制密钥量大大减少,提高了传信率。同时引入对角形式的可逆变换矩阵Q,通过线性变换产生新的校验矩阵H',隐藏了码字的校验矩阵,可以抵消矩阵H'稀疏易攻击的弱点,增加了体制的安全性。并且通过对现有的攻击方法分析,证明了体制的安全性。

一种利用线性调频信号的新型扩频调制技术

根据上扫频和下扫频线性调频(LFM)信号的特性,针对传统的超宽带无线通信系统中线性调频扩频技术存在的调制效率低、误码率性能低、实现复杂高等问题,结合线性调频(Chirp)扩频以及循环移位编码(CCSK)扩频,提出了一种基于线性调频信号的循环移位线性调频扩频技术(CSCSS)。首先,将输入数据映射在循环移位因子(CSF)上;然后,根据CSF数值对基带所产生的Chirp信号进行循环移位达到调制的目的;最后,在解调端经过加窗处理、快速傅里叶变换(FFT)得到与发射端对应的CSF,从而得到发送的数据。误符号率的仿真结果与理论推导公式相吻合,从调制效率和误码率性能上讲,该方案相比线性调频二进制正交键控(Chirp BOK)系统具有超过10 d B的误码率性能。因此,该方案具有更好的误码率性能、更高的调制效率及实现更低的复杂度。

JTIDS传输符号产生模块的FPGA设计

根据公开的关于Link16数据链的信息标准并结合对战术数据链的具体要求,设计了一种JTIDS传输符号产生模块,该模块包含RS编码、交织、CCSK软扩频、CCSK码字加密等若干子模块。首先介绍了Link16数据链传输符号的产生原理,对其各个子处理模块进行了设计并提出了硬件实现方案,然后在Quartus Ⅱ环境下选择Cyclone Ⅱ系列的EP2C8Q208C8 FPGA芯片进行了JTIDS传输符号产生模块的系统级综合与仿真,并在该芯片的开发板上进行了验证,硬件成品可用于JTIDS终端功能测试与评估等多种场合。

JTIDS消息字还原模块的FPGA设计

根据公开的关于Link16数据链的信息标准并结合我军对战术数据链的具体要求,设计了一种JTIDS终端消息字还原模块,该模块包含CCSK码字解密,CCSK译码,解交织,RS译码等一系列基带数据处理过程。首先介绍了Link16数据链消息字还原模块的原理,对其各个子处理模块进行了设计并提出了硬件实现方案,然后在Quartus II环境下选择Cyclone II系列的EP2C8Q208C8 FPGA芯片进行了JTIDS消息字还原模块的系统级综合与仿真,并在该芯片的开发板上进行了验证,硬件成品可用于JTIDS终端功能测试与评估等多种场合。

循环椭圆曲线耦合一致分布混沌映射的混合图像加密算法研究

由于当前的Logistic混沌映射无法满足一致分布,且在混沌区域存在空白窗口,使得混沌区域较小,在利用该映射加密图像时,导致了较小的密钥空间,降低了加密系统的安全性。因此,定义了一个循环椭圆曲线,设计了一致分布Logistic混沌映射和伪随机混合密钥流生成器,再根据混沌方程与循环椭圆曲线,构造一个加密函数,提出了循环椭圆曲线与一致分布Logistic混沌映射相融合的图像加密算法。首先,根据一致分布Logistic混沌映射和256位的外部密钥以反馈模式生成初始密钥流;然后利用循环椭圆曲线产生的伪随机位序列混合初始密钥流,得到伪随机混合加密数据流;最后根据加密函数对图像进行加密。借助MATLAB仿真平台,对算法及其他几种加密系统进行了对比仿真分析。结果表明:与当前的Logistic映射相比,设计的混沌映射具有更好的一致分布行为;与其他几种加密算法相比,具有更好的加密质量;且密钥空间巨大。

基于Rayleigh衰落信道下MISO-MU-CSDCSK通信系统性能分析

基于传统多用户差分混沌移位键控(multiuser differential chaos shift keying,MU-DCSK)存在码间干扰而导致误码性能较高问题,提出了一种多用户循环移位差分混沌移位键控(multiuser cyclic shift differential chaos shift keying,MU-CSDCSK)通信系统。该系统根据用户数量将参考信号均分为N段并进行循环移位来传输不同用户,并利用Walsh码确保各用户传输信号严格正交。为进一步提高误码率性能,又深入分析了多输入单输出多用户循环移位差分混沌移位键控(multiple input single output-MU-CSDCSK,MISO-MU-CSDCSK)。推导了在Rayleigh衰落信道下的误码率公式并进行仿真。结果表明,该系统能够有效的改善误码性能,具有应用价值。

Alpha稳定分布噪声背景下MPSK信号参数估计

针对基于二阶循环统计量的参数估计算法在Alpha稳定分布噪声中严重退化的问题,提出了一种基于分数低阶循环谱的多进制相移键控(m-ary phase shift keying,MPSK)信号参数估计算法.研究了MPSK信号的分数低阶循环谱,对于不同M值下的相移键控(phase shift keying,PSK)信号,分析了其参数(载波频率和码元速率)和相应分数低阶循环谱中参数(频率和循环频率)的关系,在此基础上给出了适合所有PSK信号的载波频率和码元速率估计算法.实验结果表明,在Al-pha稳定分布噪声背景下,基于分数低阶循环谱的算法明显优于基于二阶循环谱的算法,高斯噪声背景下两种算法性能相当.

非相干解调JTIDS系统报文传输性能分析

联合战术信息分发系统(Joint Tactical Information Distribution System,JTIDS)是美军C4ISR系统的核心组成部分。目前针对其链路性能建模多基于相干解调方式,而JTIDS采用非相干解调方式。因此,在对JTIDS多层调制技术进行分析建模基础上,研究了2种非相干解调方式JTIDS接收模型,导出了这2种接收模型下JTIDS系统在加性高斯白噪声信道下的符号错误概率表达式,通过对比分析各模型下的数值结果表明,非相干接收软判决译码模型是JTIDS性能分析的适合模型。为后续建立JTIDS仿真平台、评估JTIDS通信网络性能提供了理论依据。

应对反应攻击的级联中密度准循环奇偶校验码公钥方案

基于中密度准循环奇偶校验(QC-MDPC)码的McEliece公钥密码(PKC)方案具有较小的密钥量,利于存储,是一类在抵抗量子攻击上发展前景良好的公钥密码体制。然而目前存在一种反应攻击对其安全性产生了较大威胁。攻击者选取特殊的错误图样对大量消息进行加密以获得接收者反馈的译码失败情况,然后通过分析译码失败率与私钥结构的关系从而破解出私钥,该攻击被称为密钥恢复攻击。为应对此攻击,提出了一种将QC-MDPC码与喷泉码进行级联的公钥方案。该方案利用喷泉码的“无码率性”生成大量的加密包来取代反馈重发(ARQ)结构,使攻击者无法获取反馈信息。分析结果表明,所提出的方案能有效抗击密钥恢复攻击,同时还能保证在其他攻击下的安全性。