混沌同步技术在保密通信中的应用

简要介绍了混沌保密通信的发展过程,分别以典型的连续和离散混沌系统为例,分析了混沌信号的高度初值敏感特性,介绍了混沌同步保密通信系统的基本模型,讨论了混沌同步在保密通信中的三种应用技术：混沌掩盖、混沌调制、混沌键控。给出了几种典型的比较成熟的方案。     

基于区间同步实现混沌保密通信

利用区间同步方案实现混沌保密通信是基于脉冲和语音信号有一些间隙或一些幅度相对弱的区间的特点。在发射端,对语音信号在时域内进行压缩使其出现幅度为０－的一些区间,然后将脉冲信号或压缩后的语音信号对混沌信号进行调制。在接收端,利用约束来同步和自由演化同步,将所传送的脉冲信号或语音信号从已调制的混沌信号中提取出来。最后,以Ｈｅｎｏｎ映射和Ｄｕｆｉｎｇ混沌系统为例子进行计算机模拟。     

基于混沌脉冲幅度调制的超宽带通信系统

提出了一种实现超宽带直接混沌通信的混沌脉冲幅度调制(CPAM)算法,给出了CPAM算法原理及其调制解调方案.使用电子电路全功能模拟测试仿真软件(EWB)仿真分析了基于CPAM技术超宽带混沌通信系统的间歇耦合同步.仿真结果表明,收发两端可以精确同步,验证了系统的可实现性.系统误码率仿真显示,其可靠性比传统的正交相移键控(QPSK)等算法差,但混沌信号的引入大大改善了通信的保密性.     

Lorenz系统的截断混沌同步及其在数字保密通信中的应用

利用Lorenz系统的混沌自同步可以进行保密通信，证明了其截断混沌也可以达到同步，并利用建立一套计算机模拟的数字保密通信系统，要传送的信号在发射对截断混沌数据进行调制后作为发射信号对接收端驱动，根据同步特性可以无损地重构出原信号，该系统的发射信号具有类似于白噪声的随机特性，系统同步对参数很敏感，大大提高了保密性能，对传送的信号幅度无限制，可以是大信号调制，提高了信道利用率，系统简单，易于计算机实现。     

混沌同步技术在保密通信中的仿真研究

分析了混沌掩盖及混沌参数调制的基本原理;通过主动控制使得两个异结构的混沌系统在短时间内达到同步,并将同步的异结构混沌系统应用到混沌掩盖和混沌参数调制的保密通信中．仿真结果表明混沌掩盖和混沌参数调制保密通信中,有用信号均能够有效地在接受端恢复出来。即混沌同步在保密通信中具有一定的理论和现实意义．     

控制混沌和超混沌同步

利用控制混沌的原理和现代控制理论中的极点配置方法,运用单路组合信号反馈控制的方案,实现了离散混沌系统和超混沌系统的控制同步,从理论上给出控制混沌同步的解析条件。并结合数值计算得到控制超混沌同步的参数选择范围。     

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一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验结果进行了理论分析和解释。     

离散混沌系统在保密通信中的应用

基于混沌信号的特点,利用混沌系统的同步来进行保密通信的研究.设计出了多级混沌调制系统,增大信息被破译的难度.同时设置伪信号,对于接收端而言,伪信号包含了同步所需要的发射端的状态变量.本文对该方法进行详细的理论说明和论证,数值仿真显示了方法的有效性;对于实际中存在的噪声也进行讨论,说明了设计的保密通信原理有一定的鲁棒性.     

基于区间同步-恢复记忆实现混沌保密通信

介绍了基于区间同步-恢复记忆实现混沌保密通信的方法.在发射端发射调制信号的同时发送一个伴随的二进制序列;在接收端利用混沌系统的约束同步和自由演化同步使接收混沌系统和发射混沌系统达到同步,同时利用接收到的二进制序列完整地将所传送的语音信号提取出来.最后以修正Logistic映射对语音信号进行计算机仿真,结果表明,该方法是有效的.     

利用求余技术实现超混沌系统高保密通讯

提出一种新的混沌同步数字加密通信方案,在该方案中,首选将加密系统输出的同步信号数字化,然后将同步信号进行移位并与密匙异或作为传输信号,经公开信道传输到接收系统,接收系统反解出同步信号用于同步,当两系统同步后,将加密系统的混沌信号与信息异或进行保密通讯．数值仿真结果表明,与同类加密系统的加密方案相比,该加密方案具有密匙取值范围广,加解密速度快,抗干扰及抗破译性能好等优点．     

LTE系统中初始小区搜索研究

在3GPP LTE系统中,传统的初始小区搜索算法具有较大的运算复杂度,这就导致移动设备需要消耗更多的功率来完成搜索过程,同时也影响了小区搜索的可靠性。通过差分相关移除信道影响从而提高辅同步信号检测质量,以及运用量化后的互相关来简化辅同步检测算法。改进后的辅同步检测算法与传统算法相比,具有较低的运算复杂度。通过仿真分析比较传统算法和改进算法,表明改进算法的检测正确概率有所提升,可靠性得到了提高。     

基于正反相同步的混沌调制

提出一种利用混沌信号进行通信的新方法,把要传送的数字脉冲信号与发送端的混沌信号相乘后送到接收端,在接收端利用混沌系统正反相同步的原理,对接收到的混沌信号进行相位识别,最后将原始的数字信号解调出来。     

基于广义恒等同步的混沌伪装

从可构造性的观点出发，将现有的恒等自同步扩展为广义同步、广义恒等同步、广义恒等自同步。用正弦信号作为同步信号对广义恒等同步进行了模拟验证；用脉冲信号作为伪装信号对广义恒等同步的混沌伪装进行了模拟。模拟结果表明，广义恒等同步的伪装克服了恒等自同步伪装的同步误差和遭破译的两大缺点。     

水声数据传输系统中的同步信号处理

由于海洋中恶劣传输条件的影响,水声通信系统中同步信号的处理是系统的一个关键问题,在水声信号调制解调器的研究中,采用了有源带通滤波、AGC及可变阈值检测、脉宽鉴别降噪和群同步相关处理进行同步信号的检出,取得了较满意的实验结果。     

滤波信号驱动的混沌同步方法

为了提高混沌信号在异地信息处理中的同步性能,研究了受滤波而产生的畸变信号驱动的混沌系统同步方法.该方法假设驱动接收系统的信号是由混沌发射信号通过滤波器产生,首先通过滤波信号的变换获取同步信号,然后采用驱动-响应同步或耦合同步技术实现混沌系统的同步.基于驱动-响应同步技术,阐述了使用滤波信号实现混沌系统同步理论;以Lorenz系统为例,研究了低通滤波驱动系统同步的性能.理论分析和模拟结果表明,所提出的方法是稳定的,可节省信号的传输带宽.     

外部扰动对耦合基因调控系统振荡同步性的影响

用数值模拟的方法研究了平均场耦合基因调控系统振荡同步性.结果表明:通过调节耦合基因调控系统的控制参数可以调控系统的同步性;对处于稳定态和振荡态的系统,噪音的引入都能够增强系统的同步性,且振荡态下噪音的同步性增强效应更明显;耦合系统的异质程度、耦合强度对同步性有重要影响,存在最佳耦合强度使得系统的同步性达到最佳;外信号的引入可以提高系统的同步性.耦合基因调控系统的振荡同步性对外信号的频率变化不敏感.     

一种帧同步及载波相偏估计方法

提出了一种新的帧同步及相偏估计方法，并给出了系统实现的方案。在保证信道利用率的前提下，利用在正交信道中传送小功率的确定帧同步信号作为辅助信息。该方法极大地简化了相偏的计算，仿真结果表明，该方法性能良好。     

一个新的混沌系统及其广义投影同步方法的研究

利用标准的线性符号函数替换了Lorenz-Stenflo(LS)混沌系统的一个非线性项,重构得到了一个新的四维混沌系统,命名为修正的Lorenz-Stenflo(MLS)混沌系统.简化的结构使得该系统易于用电子线路实现.接着根据线性系统稳定性理论,结合非线性反馈控制方法,提出了MLS系统的广义投影同步方法.理论推导得到了2个MLS混沌系统实现广义投影同步的稳定条件.改进的投影同步控制器具有多个可变参数,可以自由设定系统的同步速度和同步形式.该方法适用范围广,应用灵活,简单易于实现.仿真结果验证了同步控制器可在多种同步形式下实现2个MLS混沌系统的广义同步,动态过程误差小.