一种基于无先导卡尔曼滤波的混沌相移键控通信系统的非相干检测方法

基于UKF算法,该文提出一种CSK通信系统的非相干检测方法。第一个发送符号作为训练符号,接收端根据第一个发送周期内的接收信号,应用UKF算法估计载波信号;然后将估计的载波信号和后续接收信号相乘,解调后续发送符号。与相干检测方法相比,这种方法不需要混沌同步。仿真结果表明,与已有的非相干检测方法相比,这种方法具有较好的误码性能,甚至比FM-DCSK通信系统的误码性能更好。

差分混沌相移键控通信系统的改进

为了进一步的提高混沌通信系统的频带利用率,本文在已有的差分混沌相移键控调制(DCPSK)的基础上,增加参考信号段后所传信息承载段,改进后每个符号(三个混沌信号段)传送2log2M比特的信息,提高了信息传输速率。通过对其误码性能仿真可知,其误码性能比DCPSK略差。

时滞SMIB混沌系统的同步及其在通信干扰对消中的应用

在实施通信干扰时,为了消除干扰信号对己方通信的影响,研究了干扰信号对消问题。考虑到混沌的类随机性使得混沌信号可以代替高斯噪声作为通信干扰源达到较好的干扰效果,以时滞SMIB混沌系统为干扰源,证明了存在外干扰时,参数失配的两个时滞SMIB混沌系统在线性状态误差反馈控制下达到有误差界的同步的判据,给出了误差界的估计,并进行了仿真验证。结果表明:利用该研究结论,可以在通信接收端对混沌干扰信号进行对消,基本消除混沌干扰对自身的影响。

一类混沌系统的滑模控制及其在安全通信中应用

混沌序列表现出来的特征与密码学非常相似,非常适合于安全通信中的信号加密。这种加密方案都是基于混沌同步控制的技术。现有的自适应滑模同步控制虽然能达到混沌同步控制的效果,但是造成了系统结构复杂化,同时还存在稳定性差等问题。为了简化系统的结构,同时确保系统的稳定性,基于主从控制技术研究了一类混沌系统的滑模同步控制并在安全通信中开展应用。首先,通过构建Lyapunov函数从理论上证实了系统同步稳定性的条件。其次,根据驱动系统只有一个控制器的结构特点,选择滑模控制设置合适的参数实现了Loren混沌系统的同步控制。再次,结合混沌掩盖技术将该方案应用到安全通信中。最后进行了数值仿真,结果表明系统在2.2 s左右实现了同步,并且混沌加密的信号经过同步信号解密后与原信号完全一致,数值仿真结果验证了方案的正确性。

基于神经网络的舰船混沌保密通信系统研究

以提升舰船通信安全性及同步性为出发点,设计基于神经网络的舰船混沌保密通信系统。基于舰船混沌同步保密通信系统一般模型,在系统发射端设计基于径向基函数神经网络(RBFNN)的跟踪器,跟踪舰船信息信号,通过混沌调制模块调制系统的状态量参数,并加密舰船信息信号将其混沌视为载波进行混沌掩盖后,通过信道进行传输,经噪声消除器去除信号噪声后,在混沌解调模块设计基于RBFNN的同步控制器,输出同步解调后的原始舰船信息信号传输至接收端,实现舰船信息保密同步通信。实验结果显示,该系统加密后,信息可有效掩盖信号真实情况,信号去噪后可还原信号本真,解调后可在接收端实现高精度的信号还原;且该系统应用后的信息可有效防止攻击者窃取。

具有多涡卷混沌系统在保密通信中的应用

构造了一个新的三维混沌系统,该系统具有丰富的多稳态特性,即存在多涡卷吸引子现象。通过分析系统的平衡点与稳定性、吸引子相图、Lyapunov指数谱以及分岔图,发现该系统具有复杂的动力学特性且吸引子表现为四涡卷的拓扑结构。重点分析了参数和初始条件对系统多稳态性的影响,分析发现,当改变系统参数并选取合适的初始条件时,系统会出现双涡卷-三涡卷-四涡卷不同类型的多涡卷吸引子共存现象。基于提出的新三维混沌系统,在同步控制器的作用下,采用移位映射同步方法实现了该系统与经典Lorenz混沌系统的同步。最后将同步控制器应用于混沌掩盖保密通信中,仿真结果表明:该方法可靠、有效,在同步通信领域具有较好的应用价值。

利用相移键控实现混沌通信

本文讨论了利用相移键控的方法进行混沌通信,提出了一种利用相移键控（2PSK）进行信号调制,在接收端用信号自身延迟处理解调的混沌非同步通信方法,并利用计算机进行了模拟计算。

基于四维超混沌系统的光通信数据加密研究

针对当前光通信数据存在的安全问题,为了提高光通信数据加密效果,设计了基于四维超混沌系统的光通信数据加密方法。首先采集光通信信号,通过量化处理,得到光通信数字信号;然后对光通信信号实施非线性预补偿、盲均衡操作;最后采用增广Lü系统设计耗散四维超混沌系统,转化系统状态值;采用四维超混沌系统对光通信信号实施数据进行加密处理。测试结果表明,设计方法在对一个混沌伪随机序列值与整型数做出微小改变后,无法解密出原始光通信信号数据,密匙敏感性强,且最大加密混沌同步误差仅为0.053,说明该方法加密效果较好。

一种混沌密钥加密改善铁路安全通信的新方法

铁路信号安全通信是铁路运输最为重要的安全保障,关系到旅客的生命财产安全。现有的铁路安全通信是依靠中国列控系统CTCS-3在铁路安全通信协议RSSP-Ⅱ下保障铁路的安全通信,但会受到已经明文和选择性明文等攻击,对铁路通信安全造成潜在的威胁。基于Lyapunov稳定性理论,通过设计设置有限时间的控制函数,从理论上证实了分数阶超混沌系统在有限时间里能够实现同步控制,并结合RSSP-Ⅱ协议将铁路安全通信的数据信息调制到混沌信号中以混合信号进行加密传输,最后再利用相应的同步信号对混合信号进行解密,实现了铁路通信的安全传送。数值仿真结果表明了所提方案的正确性与可行性,展现出所提方案的工程领域应用潜力。

短参考多用户差分混沌移位键控通信系统性能分析

短参考差分混沌移位键控(SR-DCSK)系统主要的缺陷是数据传输速率较低。为此,该文提出一种短参考多用户差分混沌移位键控(SR-MUDCSK)通信方案。利用Walsh码的正交性传输多个用户的信息,有效提高了数据传输速率。在AWGN和多径Rayleigh衰落信道环境下,对其误码性能进行了理论分析,并进行了实验仿真。结果表明:该系统在传输速率方面有较大提升,且能量效率也得到了显著改善,因此其具有重要应用价值。

增强型调频差分混沌键控通信系统性能分析

混沌通信具有硬件实现低复杂度、低功耗和抗多径等特性,成为低速超宽带通信和无线传感网的候选方案.在各种混沌通信方案中,调频差分混沌键控因采用易于实现的非相干解调成为了研究的热点.本文提出一种新的增强型调频差分混沌键控通信系统,对每比特采样点数、每符号比特数和信号占空比对于系统性能的影响进行了分析,通过仿真证明了理论分析的正确性.

含大范围参数四维混沌系统的吸引子共存

为确保图像加密和保密通信中信息安全传输,在YANG和CHENG构造的三维混沌系统基础上增加1维,提出改进的四维混沌系统.使用分岔图和Lyapunov指数谱对该系统进行动力学分析,证明该系统存在大范围参数混沌特性.通过改变系统初值,得到周期与周期、周期与拟周期、混沌与混沌多种吸引子共存.多角度观察相图和Poincare截面图,发现系统参数k能够控制吸引子在相空间中的伸缩,且当k到一定值后吸引子相图会停止缩小.通过对新系统设计偏移升压控制器,表明系统在工程应用中能改变信号极性.对新系统采用NIST测试方法,结果表明新系统具有良好伪随机性.研究结果说明新系统在实际应用中具有较大的潜在价值.

差分混沌键控(DCSK)通信系统估值误差分析

在具有去噪声模块的DCSK(differentialchaosshiftkeying)通信系统中 ,存在三种导致估值误差的因素 ,这三种因素分别来源于DCSK信号本身、加性信道噪声和去噪声模块 .经过对上述三种因素的分析 ,提出了一种新型的DCSK通信系统 ,该系统使用混沌多相序列 (CPS)避免DCSK信号本身带来的误差 ,同时采用相空间量子化的方法降低加性信道噪声的干扰 .仿真结果表明 ,虽然这种新型的DCSK通信系统因去噪声算法带来的误差而使其噪声特性略逊于FM -DCSK ,但是在CPU运算时间及系统结构上 ,该系统比FM -DCSK复杂性降低 。

超级混沌系统的自由空间光通信信号加密研究

为实现自由空间光通信安全,保证通信内容的全面覆盖,研究超级混沌系统的自由空间光通信信号加密方法。采用基于差分混沌位移键控模型,划分自由空间光通信信号,形成参考信息段和信息承载段,经过光调制器的调制后实现信号的行扩频处理后,利用基于超级混沌序列信号3DArnold映射和Arnold变换,转换和置乱变换该处理后的信号,形成三维矩阵;依据该矩阵,基于超级混沌序列生成Frank序列矩阵,降低信号的峰值平均功率比,完成通信信号加密。测试结果显示:该方法随机性能良好,P-Value的结果均在0.1以上;加密后通信信号的频谱全部被混沌信号覆盖,具备良好的通信信号加密效果,信号的峰值平均功率比的结果大约下降1.9/dB,保证加密后通信的安全性,避免通信过程中传输的数据内容被窃取。

复合海水信道偏移四相相移键控调制系统性能研究

水下无线光通信受到海水信道中吸收、散射和湍流的影响而降低了系统性能。目前的研究多独立地考虑衰减信道和湍流信道对信号特性影响,或者从理论公式上分析系统性能。本文采用更加符合真实信道特性的指数-广义伽马分布湍流信道模型,研究海水湍流信道下无线光通信偏移四相相移键控调制系统的误码率理论,建立了海洋湍流和衰减信道协同作用下的复合信道模型,通过模拟信号波形,统计误码率,对系统性能进行分析。结果表明,σ_(I)^(2)=2的强湍流下,具有载波特性的模拟信号优于开关键控调制的数字信号,且与二进制移相键控相比,偏移四相相移键控可获得约3 dB信噪比增益。σ_(I)^(2)=0.2的弱湍流下,水质衰减系数为c=0.151 m^(-1)的偏移四相相移键控系统在接收信号信噪比为20 dB时,可实现误码率在10^(-3)以下的50 m可靠通信。相同湍流条件下,误码率随链路距离增加成线性劣化。同时,海水水质对系统BER影响很大,湍流强度为σ_(I)^(2)=0.2,湍流相干时间τ_(0)=10 ms的纯海水信道中,接收信号信噪比为10 dB左右时,可实现误码率在10^(-3)以下的40 m可靠通信,而在沿海海水无法正常通信。

混沌通信系统的若干问题及研究现状

在过去十年里,将混沌机制用于通信引起广大学者的极大兴趣,并进行了大量的研究。本文就混沌通信系统的保密性、可靠性和可实现性等问题对当前的研究成果进行概括和分析,指出当前将混沌机制应用于实际的通信系统所存在的一些问题。并对未来混沌通信研究的发展方向进行了展望。

基于Lorenz系统的混沌调制保密通信的电路实现

对基本的Lorenz混沌系统进行标度变换和优化设计,用优化设计的Lorenz混沌电路组成混沌调制保密通信电路,并用模拟电子电路实现了保密通信.理论分析和实验结果证明了该通信方案的有效性.

时滞Lorenz混沌系统的同步电路实现及在保密通信中的应用

同步电路是实现保密通信的前提和基础,为了将混沌同步控制应用于保密通信,本文对给出的时滞Lorenz混沌系统设计了相应的同步电路.首先,运用数值仿真对系统的分岔图、相图、功率谱、Poincare映射进行分析.其次,给出了时滞Lorenz混沌系统的同步电路,并推导出各元件的有效值,在此电路的基础上利用电路仿真软件Electronic Workbench(EWB)进行了仿真实验.整个电路结构简单,实现容易,能够通过调节部分元件有效值获得丰富的混沌信号和较好的同步性能.最后借助于所研究的时滞Lorenz混沌系统的同步电路,利用混沌掩盖技术实现图像保密传输,并能正确有效地恢复出原文图像.

混沌同步通信系统若干问题的实验研究与分析

对蔡氏混沌信号的高频载波调制与解调以及对蔡氏混沌同步系统的滤波特性与失真－频 率特性分别进行了硬件实验研究．根据混沌吸引子的细胞模型，对系统的滤波特性与频率响应实