基于非对称互注入VCSELs的双向双信道混沌保密通信研究

基于非对称互注入垂直腔面发射激光器(VCSELs)中两对应的线偏振模式间的混沌同步,提出了一种可实现双向双信道混沌保密通信的系统模型,并对该系统的混沌同步特性及通信性能进行了数值分析。研究结果表明,当互注入VCSELs中两个方向的注入光强度相差较大时,两个激光器相应的线偏振模式间能获得高质量的超前—滞后混沌同步。激光器内部参数失配对系统的同步质量有一定的影响,但系统对激光器间的参数失配有较好的容忍性。采用混沌隐藏(CMS)编码方式,成功实现了1Gbit/s信息的双向双信道保密通信。     

混沌外光注入半导体环形激光器的混沌特性

提出一种将混沌光注入半导体环形激光器(SRL)的方案,以获得具有低延时特征(TDS)的混沌激光,并提高其带宽.在该方案中,主激光器为具有外腔双路相位调制光反馈的分布反馈半导体激光器,将其输出的混沌光同时注入SRL的顺时针和逆时针2个模式中,从而构成混沌外光双模式注入的SRL系统.数值研究外光注入系数和反馈系数等参数对该系统输出混沌光的TDS影响,用自相关函数曲线中延时特征峰的最大值表示延时特征值,将该系统对TDS的抑制效果与混沌外光单模式注入的SRL系统对比,并研究系统输出混沌光的带宽.结果表明,该方案对TDS具有较好的抑制效果,可有效抑制输出混沌光的延时特征,并提高其带宽,最大3 dB带宽可达19 GHz.     

混沌电路及其频率特性的仿真研究

混沌电路是一种非线性电路,具有宽频谱特性,但在实际通信应用中,通信信道的带宽有一定限制,如何调节混沌电路的频谱范围成为混沌电路实际应用的一个问题.以蔡氏混沌电路为例,利用EWB软件分析蔡氏混沌电路产生的混沌信号及其频率特性,通过对蔡氏混沌电路中元器件R、L、C参数的调整,可以获得具有期望频谱范围的混沌信号.通过改进型蔡氏电路的仿真来研究其特性,最后在蔡氏电路的基础上简单讨论了蔡氏电路在保密通信中的应用.     

基于混沌光注入互耦合VCSELs获取高复杂度混沌同步信号的研究简

提出了一种带光反馈的垂直腔面发射激光器(I-VCSEL)单向注入到另一个VCSEL(D-VCSEL)所产生混沌光驱动两个互耦合垂直腔面发射激光器(MC-VCSELs)获取宽带宽、高复杂度的混沌同步方案.利用自旋反转模型(SFM),数值研究了一定光注入条件下,D-VCSEL注入MC-VCSELs的强度以及MC-VCSELs之间的互注入强度对系统输出混沌信号的带宽、复杂度及同步性能的影响.结果表明:通过合理选取D-VCSEL注入到MC-VCSELs的强度以及MC-VCSELs之间的互注入强度,可有效提高耦合系统输出混沌信号的带宽和复杂度,并可同时实现MC-VCSELs之间高质量的混沌同步,且该同步对自旋反转速率γs和有源介质双折射系数γp具有较高的容忍度.     

基于混沌光注入互耦合VCSELs获取高复杂度混沌同步信号的研究

提出了一种带光反馈的垂直腔面发射激光器(I-VCSEL)单向注入到另一个VCSEL(D-VCSEL)所产生混沌光驱动两个互耦合垂直腔面发射激光器(MC-VCSELs)获取宽带宽、高复杂度的混沌同步方案.利用自旋反转模型(SFM),数值研究了一定光注入条件下,D-VCSEL注入MC-VCSELs的强度以及MC-VCSELs之间的互注入强度对系统输出混沌信号的带宽、复杂度及同步性能的影响.结果表明:通过合理选取D-VCSEL注入到MC-VCSELs的强度以及MC-VCSELs之间的互注入强度,可有效提高耦合系统输出混沌信号的带宽和复杂度,并可同时实现MC-VCSELs之间高质量的混沌同步,且该同步对自旋反转速率γs和有源介质双折射系数γp具有较高的容忍度.     

一种新型的基于互耦半导体激光器的双向混沌保密通信系统

基于互耦半导体激光器及其驱动的两个外部激光器,提出了一种新颖的双向激光混沌保密通信系统,数值研究了该系统的同步特性及双向通信性能.结果表明,该系统中两个互耦激光器的混沌输出始终处于非同步状态,无法实现信息的编译码;当编码激光器(系统中用于加载信息的激光器)与解码激光器(系统中用于解码信息的激光器)的参数一致时,每组编解码激光器能获得无延时的高质量混沌同步,并实现实时双向通信;当激光器内部参数失配时,这两组编解码激光器的同步性能及通信质量会受到一定的影响,但在一定的参数失配范围内,系统仍能实现较好的双向混沌通信.     

激光同步及其在保密通信中的应用

研究外部光注入波长1．31μm半导体激光器激光混沌同步及其同步特性，当系统有较大的参数失配和外界噪声时同步仍可保持；数值模拟了该系统具有正弦调制信号0．25GHz在保密通信中的应用，并计算出系统调制解调时的同步误差。研究证明该系统确有较高的保密性能和反破译能力。     

变形蔡氏电路的混沌保密通信仿真研究

为了便于蔡氏混沌电路的集成,设计了具有模拟电感的蔡氏混沌电路。在此电路基础上,进一步设计了混沌保密通信电路,并进行了仿真研究。结果表明,合适参数的发送信号在该混沌保密通信电路中能被很好地掩盖,也很难被窃听,发送信号和保密通信电路解调出来的信号是一致的,说明该通信电路具有很好的保密性能。但是当发送信号的幅度和频率超过一定值时,该混沌保密通信电路几乎不能实现对发送信号的保密。     

半导体激光器非线性行为的参数依赖性

对外部光反馈结构的F_P半导体激光器模型进行了理论分析,根据微小信号理论,导出了激光器的一阶近似扰动方程,由此可判别激光器输出工作状态。改变外部光反馈结构半导体激光器的一些典型参数,并测试它们对激光器输出的影响。通过参数选择可以控制激光器输出工作在混沌状态,从而实现混沌保密通信应用的基本条件。     

新型MU-FM-DCSK保密通信系统

针对差分混沌键控系统传输率低、保密性不强等缺陷,提出了一种新型MU-FM-DCSK保密通信系统.该方案中,多个用户发送的信息信号分别乘以不同的调整参数后再由调频混沌信号调制.接收端使用相关解调,通过判决相关器输出的不同电平,解调出每个用户发送的信息信号,系统保密性得到明显增强,传输率大大提升.分析及仿真结果表明,系统的误码率在信噪比增加到一定程度时,明显低于现有的多用户混沌键控保密通信系统.     

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．     

基于新型高速Lorenz电路的混沌调制保密通信研究

基于Jonathan N Blakely等人提出的新型高速Lorenz电路,提出了混沌调制保密通信电路的模型,并采用Pspice软件对保密通信电路的特性进行了仿真研究.研究结果说明了混沌调制保密通信方案的正确性,并给出了接收端和发送端电路参数不一致对通信的影响,调制信号幅度和频率对原有混沌电路的影响,以及噪声对传输质量的影响等.     

多纵模半导体激光器的混沌同步研究

建立了多纵模外腔半导体激光器与单纵模半导体激光器的单向耦合系统理论模型,研究了不同纵模间的混沌同步及系统参数的影响.研究结果表明当内部参数完全匹配时该系统的同步性能较好,而且在内部参数不完全匹配的情况下也能保持较好的鲁棒性,说明在基于混沌的保密光通信中利用多纵模同步进行混沌复用通信是完全有可能的.     

串联型罗仑兹混沌遮掩保密通信电路

设计了一种串联型罗仑兹混沌数字信号保密通信电路系统.该系统利用串联同步罗仑兹混沌电路进行信号混沌遮掩保密通信,在发送端和接收端之间只需传送一个叠加有传送信息的混沌信号即可实现高质量保密传送信息.模拟实验表明,在一定条件下传送数字信号时接收端可无失真地恢复所传信号.     

用延时注入-反馈法实现掺铒光纤激光器的混沌同步

采用延时注入-反馈法研究了两个双环掺铒光纤激光器的混沌/超混沌同步. 数值模拟表明, 只要延时时间和反馈强度合适, 两个相同的双环掺铒光纤激光器无论处于混沌状态还是处于超混沌状态, 都可以很容易达到同步, 即使两个激光器不完全相同, 只要适当增大反馈强度, 也可以实现两个激光器的混沌/超混沌同步. 同时由于延时时间的不同, 两个激光器还会出现延时同步, 这种延时正好解决了远程通讯中的信号延时效应, 因此对于混沌保密通讯也有利.     

一个混沌电路的特性及其在保密通信中的应用研究

设计了一个实际混沌电路,并用EWB软件对该电路产生的混沌信号特性进行了仿真研究.同时对电路进行了实验研究,并在示波器上观察到了丰富的混沌信号.实验与仿真结果表明:该电路产生的混沌信号稳定,电路处于混沌状态时的参数可调节范围大.另外还用该电路成功地进行了混沌掩盖保密通信的仿真研究与实验研究.     

Liu系统的跟踪控制及其在保密通信中的应用

针对Liu混沌系统的追踪控制和同步问题及在保密通信中的应用进行了仿真研究,分析了Liu混沌系统的基本特性.基于Lyapunov稳定性原理,设计出非线性控制器,实现了混沌系统对任意具有一阶导数的参考信号的追踪,并且用这种方法追踪混沌系统的输出信号,实现了2个异结构混沌系统的同步.用混沌掩盖的方法将该同步方法应用于保密通信,用混沌系统的状态变量对信息信号进行加密后,与混沌信号的输出信号一起传送到接收端,发送和接收系统同步以后,在接收端解密恢复出信息信号.仿真结果表明,该方法可以实现单调快速同步,应用于保密通信可以达到掩盖有用信号的目的,并且可以无失真地恢复有用信号.     

一种新的多级混沌系统在保密通信中的应用

就混沌通信问题,提出了一种多级混沌保密通信系统的实现方法。研究表明,该方法明显改善了混沌保密通信系统的安全特性和有效带宽。给出的仿真实例也证明了这种方法的有效性。最后,针对实际应用,指出了需要进一步研究和解决的问题。     

SCH量子阱激光器的混沌同步通信研究

首先对光电子反馈及光电子注入式SCH量子阱激光器的混沌动力学行为进行了研究,然后采用光电子反馈及光电子注入式SCH量子阱激光器分别作为发射系统和接收系统进行混沌同步及同步通信的数值模拟研究.理论及数值模拟研究表明,利用SCH量子阱激光器进行混沌同步通信,可取得良好的通信效果.另外,采用本激光系统进行通信,有利于克服其他系统只能传输小信号的问题.     

复杂网络的混沌同步及一种新的保密通信系统

基于Lyapunov稳定性理论,研究了全局耦合网络的渐近同步,提出了一种全局混沌同步方案,并将其应用于保密通信.提出了一种新的混沌保密通信系统的实现方法,首先,在发送端将响应系统的信号与需要传输的有用信号进行合成加密,然后,将合成的混沌信号作用于发射系统进行二次加密;在接收端,信道传输的信号经过与发送端相同的混沌系统二级解调后恢复出原有用信号.以Liu系统为节点进行数值仿真,验证了结论的可靠性.