连续混沌系统仿真步长选取范围的研究

针对数值仿真中仿真步长对连续混沌系统吸引子性态和仿真速度的影响,分析连续混沌系统序列穷尽过程,计算其穷尽熵,画出穷尽熵随步长的变化曲线图,得出数值仿真实验中步长的最佳选取范围,进一步推导出步长选取的界限公式.三个连续混沌系统的数值仿真实验证明了此方法的有效性.     

基于复杂性理论的径流时间序列动力学特征分析

将三种复杂性测度——复杂性C2、算法复杂性C0和近似熵ApEn运用于径流时间序列的分析之中,计算过程简便,对时间序列长度等条件的要求相对较低,因而更具有实用价值,为了解径流变化的动态特性开辟了新的思路.通过分析可以发现:黄河干流具有实测径流的随机性和混沌程度高于天然径流的随机性和混沌程度;上游的混沌程度高于下游,而随机性低于下游的动态特征.黄河干流整体上处于随机、混沌共存状态,随机强于混沌;各站径流序列中存在某种结构,这些结构可能是周期性变化、持续性变化或自相似结构.人类活动近十几年的影响,增大了上游径流变化的随机性、降低了上游径流的复杂性(混沌),使其对径流的预测能力下降,增加了径流序列的识别难度.黄河干流大型水利工程的运用,对径流的影响程度随着空间位置的加大而减弱.     

一种实用的时空混沌二值化方法

指出经符号函数二值化方法生成的时空混沌序列存在伪随机性差的缺陷 ,提出了一种改进的时空混沌序列二值化方法 ,并应用多种方法对其产生的二值序列的伪随机性能进行了检验。结果显示伪随机性能很好 ,并且二值序列的相关特性也比较理想 ,表明了这种改进的方法是一种实用的时空混沌序列二值化方法 ,而且二值化后的序列比较适合于作为码分多址 (codedivisionmultipleaccess,CDMA)通信系统中的扩频序列。     

一种新的混沌序列随机性刻画及提高方法

通过定义混沌序列中元素之间的邻接关系,提出了一种基于网络邻接图的方法来刻画此序列的随机性.通过数值模拟发现此方法具有很好的有效性,且与传统的Lyapunov指数判别法相一致,尤其在Lyapunov指数难以求得的情况下,此方法具有很好的参照性.通过考察网络邻接图的度分布、聚类系数和平均路径长度,发现混沌序列的网络邻接图是无标度网络,并且具有明显的小世界特性.利用网络邻接图的无标度性,适当减少网络邻接图中为数不多的度大的点可以有效提高混沌序列的随机性.     

离散混沌测量矩阵构造及其性能研究

若测量矩阵满足约束等距性(restricted isometric property, RIP),则样本能够完美恢复出原始信号。而对于给定矩阵很难验证其是否满足RIP需求,因此,本文采用李雅普诺夫指数作为一种针对离散混沌测量矩阵的验证指标。首先分析了RIP与李雅普诺夫指数之间的联系,然后给出了一种分段式混沌映射构造方法用以提高混沌性能,并从理论和仿真上证明了该方法的有效性。实验结果表明,这种方法不仅提高了混沌序列的随机性和自相关性,而且所生成的测量矩阵也具有更好的性能。因此,引进李雅普诺夫指数是一种有效的验证离散混沌测量矩阵性能的方法,提高李雅普诺夫指数能够提高混沌测量矩阵的性能。     

多参数对混沌系统的影响

针对离散混沌系统有时会出现多个参数同时参与系统行为的情况,提出了多参数离散混沌系统的一般形式表达式。对于多参数离散混沌系统,如果确定了不同的系统参数,混沌系统的一般形式可转化为相应的混沌系统。通过对多参数离散混沌系统的动力学行为分析,发现同一离散混沌系统在多个参数的影响下,会出现复杂的动力学行为。给出了分岔序列的具体计算方法和步骤,数值模拟实验表明该方法的正确性和有效性。     

股市预测中的小波神经网络方法

首先论述了股市时间序列中的明显随机性 ,可能是由于非线性确定性系统中混沌行为的缘故 ,利用混沌的确定性可以进行短期预测 .混沌时间序列预测首先要重构相空间 ,接着充分利用小波变换时频分析的局部化特性 ,提出了一种改进的小波网络结构 ,探讨了股市预测模型问题 .经实例验证 ,该方法能有效地提高预测精度 ,避免了人工神经网络模型和指数自回归的固有缺陷 .     

不同时间尺度下短期交通流的可预测性

交通流的可预测时间间隔是实现交通控制和诱导的关键。为考察交通流时间序列在不同时间间隔下的可预测性,以北京市二环路2min、4min、6min、8min、10min、12min、14min和16min间隔的交通量时间序列为研究对象,应用R/S分析法计算不同观测尺度下的Hurst指数值,发现同一天内Hurst指数值随观测尺度的变大而增大,同一观测尺度下,Hurst指数随着样本量的增加而降低。最后,采用近似熵法计算序列的复杂度,发现复杂度指数有相似的变化规律,证明观测尺度大小与序列的随机性强弱存在负相关。     

基于混沌映射的动态分组密码算法研究

提出一种基于混沌迭代映射的动态分组密码加密算法,充分利用了混沌的遍历性、伪随机性及对初始条件和参数的敏感性等特性.同时根据混沌序列仅由初始值和参数控制,易于生成的特点,采取了一种新的动态加密方案,提高了加密算法的安全性.仿真结果证明了该方法的有效性.     

基于复杂性理论的黄河河川径流序列诊断分析

水文序列性质的诊断是水文预测的关键问题之一，至今没有得到有效解决．本文通过采用复杂性理论中的复杂性测度，对黄河干流不同水文站的河川径流序列进行诊断分析．结果表明：黄河干流径流序列以随机性为主，确定、随机和混沌成分共存；人类活动的影响总体使得径流变化的随机和混沌增大，且下游的随机成分大于上游，上游的混沌成分大于下游；同时表明复杂性测度具有较灵敏的识别能力，为识别河川径流序列的性质及人类活动的影响提供了一种新的方法，     

Periodic performance of the chaotic spreadspectrum sequence on finite precision

It is well known that the periodic performance of spread spectrum sequence heavily affects the correlative and secure characteristics of communication systems. The chaotic binary sequence is paid more and more attention since it is one kind of applicable spread spectrum sequences. However, there are unavoidable short cyclic problems for chaotic binary sequences in finite precision. The chaotic binary sequence generating methods are studied first. Then the short cyclic behavior of the chaotic sequences is analyzed in detail, which are generated by quantification approaches with finite word-length. At the same time, a chaotic similar function is defined for presenting the cyclic characteristics of the sequences. Based on these efforts, an improved method with scrambling control for generating chaotic binary sequences is proposed. To quantitatively describe the improvement of periodic performance of the sequences, an orthogonal estimator is also defined. Some simulating results are provided. From the theoretical deduction and the experimental results, it is concluded that the proposed method can effectively increase the period and raise the complexity of the chaotic sequences to some extent.     

Periodic performance of the chaotic spread spectrum sequence on finite precision

It is well known that the periodic performance of spread spectrum sequence heavily affects the correlative and secure characteristics of communication systems.The chaotic binary sequence is paid more and more attention since it is one kind of applicable spread spectrum sequences.However,there are unavoidable short cyclic problems for chaotic binary sequences in finite precision.The chaotic binary sequence generating methods are studied first.Then the short cyclic behavior of the chaotic sequences is analyzed in detail,which are generated by quantification approaches with finite word-length.At the same time,a chaotic similar function is defined for presenting the cyclic characteristics of the sequences.Based on these efforts,an improved method with scrambling control for generating chaotic binary sequences is proposed.To quantitatively describe the improvement of periodic performance of the sequences,an orthogonal estimator is also defined.Some simulating results are provided.From the theoretical deduction and the experimental results,it is concluded that the proposed method can effectively increase the period and raise the complexity of the chaotic sequences to some extent.     

基于混沌序列的小波域语音信息隐藏方法

提出一种将保密语音隐藏到音频载体的离散小波变换新方法,并引入Logistic混沌映射,利用混沌序列对秘密语音信息进行处理。提出了详细的隐藏算法描述,对音频载体进行4级小波变换并分段,然后将秘密语音嵌入到小波变换系数的中高频部分。在算法中引入了嵌入强度的概念和小波系数的能量分配比值,且使秘密信息具有盲提取效果。实验结果表明,选择合理的嵌入强度值,本算法在不同类型的载体下都能够保证优异的隐藏效果。该算法在受到重采样和回声干扰等攻击时具有很强的鲁棒性。     

异步DS-CDMA最优混沌序列集的性能分析

为了获得异步DS—CDMA系统的最优扩谱序列，给出了一套用来选取混沌二值序列的优化准则。基于这一优化准则，我们从Chebyshev映射生成的混沌序列中选取并构造出最优混沌二值序列集合。利用该集合作为异步DS-CDMA系统的扩谱序列，所得到的系统仿真结果符合最优扩谱序列的理论分析值，因此可以被认为是异步DS-CDMA系统的一个最优扩谱序列集合。     

混沌序列OFDM系统同步方法及性能比较

提出了Logstic的一种利用改进映射产生的混沌序列进行OFDM系统时间同步和频率同步的方法,并与用训练序列在Rayleigh衰落信道下进行的同步作了性能比较。仿真表明,在进行OFDM系统同步时,采用混沌序列或训练序列具有近似的同步性能。理论分析表明:混沌序列具有低截获率、长度任意、数量多、相关性优良等优势。对于混沌序列在无线OFDM移动通信系统中的应用具有重要意义。     

混沌直扩序列的优选及与传统序列的性能比较

为了提高异步直扩序列码分多址 (DS/CDMA)系统的容量和保密性能 ,从整个扩频序列集合相关函数的均方值出发 ,对一类由一维混沌映射产生的混沌直扩序列与传统的伪随机序列如m序列、Gold序列和Kasami序列等 ,在异步DS/CDMA系统中作了性能比较研究。计算机仿真表明 ,其性能与传统序列相当 ,其序列数较m序列数多 ,适于作CDMA系统的扩频码 ,并由此提出了一种混沌直扩序列的优选方法。     

一类新的混沌扩频序列研究

构造了一种新的Hybrid混沌映射,提出了混沌扩频序列的产生方法,在此基础上给出了扩频序列的优选准则和混沌序列的优选方法,并通过数值仿真分析了此类扩频序列的自/互相关特性和序列码的平衡特性。计算结果表明,由Hybrid映射产生的混沌扩频序列的伪随机特性及线性复杂度,都较Logistic有显著提高,且根据该方法优选的混沌扩频序列的平衡特性、自/互相关特性,与Gold序列相比,更适合于码分多址通信系统的要求。     

一种扰动混沌跳频码的新方法

针对数字化混沌系统的有限精度效应及单一混沌跳频码相关性差、易被攻击的缺点,提出了利用细胞自动机产生伪随机序列来扰动混沌映射产生跳频码的方法,性能分析和数值仿真实验都表明这种方法极大的增加了系统抗干扰,抗截获的能力,尤其对序列的平衡性、汉明相关性,跳频间隔分布、抗预测性方面都有极大的提高,且结合细胞自动机自身特点,该结构便于硬件高速实现,具有广泛的应用前景.