混沌通信

摘要： 针对差分混沌移位键控(differential chaos shift keying,DCSK)系统传输速率低和误码率(bit error rate,BER)性能差的缺点,提出一种改进型正交多用户降噪DCSK(improved orthogonal multiuser noise reduction DCSK,IOMU-NR-DCSK)通信系统。发送端将长为R的混沌序列复制P次作为参考信号,然后再扩展两路,通过希尔伯特变换使每路多传输N bit用户信息,并结合正交调制传输经Walsh码调制后的信息信号。接收端利用滑动平均滤波器对信号进行平均操作来降低噪声方差。在加性高斯白噪声(additive white Gaussian noise,AWGN)信道和多径Rayleigh衰落信道下推导了IOMU-NR-DCSK系统的BER公式并进行仿真分析。结果表明,在相同条件下该系统的数据传输速率比多用户DCSK(multiuser DCSK based on Hilbert transform,HMU-DCSK)系统提升了约50%,BER性能提高了近2 dB。

摘要： 对现有混沌映射存在混沌性质弱、分布不均匀等缺点进行了研究,设计了一种新的二维混沌映射——Logistic-Chebyshev混沌映射(2D-LCCM),它将混沌的映射范围扩大到了整个分形参数区间内,使其具有更好的混沌特性。其次,提出了一种基于2D-LCCM的调频多用户正交差分移位键控(FM-MU-ODCSK)调制方案。该方案在调频差分移位键控(FM-DCSK)调制方案的基础上实现了多用户传输。结果表明,在一定的信噪比和扩频因子条件下,FM-MU-ODCSK调制方案的误码性能优于FM-DCSK。

摘要： 为进一步提高正交多用户差分混沌键控(Multiuser Orthogonal Differential Chaos Shift Keying, OMU-DCSK)系统的传输速率和误码率性能,提出一种无信号内干扰的正交多用户降噪差分混沌键控通信系统。在发送端采用一种新型的移位正交混沌信号发生器用以产生四路正交的混沌信号,在一个时隙内用这四路正交的混沌信号分别乘Walsh码用以发送4N个用户的信息比特。同时在发送端将信号复制P次之后,在接收端引入滑动平均滤波器对接收信号进行平均,从而降低噪声的方差,使得系统的误码率性能得到了进一步的提升。推导了该系统在多径瑞利衰落信道以及加性高斯白噪声信道下的误码率公式,并进行了仿真实验,与理论推导值对比。仿真结果表明,该系统的误码率性能以及传输速率有了较为明显的提升,有极大的理论与应用价值。

摘要： 作为一种低复杂度的非相干信息传输方案,差分混沌通信系统以其良好的抗多径衰落性能而受到广泛关注。近年来,研究者围绕着以差分混沌移位键控(DCSK)为代表的差分混沌通信开展了一系列富有成效的研究,逐渐发展了差分混沌通信的信号设计与性能优化方法。为此,该文从信号帧结构设计、正交多级信号设计、信号星座图设计和多载波信号设计4个层面详细综述了差分混沌通信信号设计的主要研究进展。此外,该文重点总结了面向差分混沌通信的噪声抑制辅助性能优化、索引调制辅助性能优化和混沌成形滤波辅助性能优化等方面的研究工作。

摘要： 针对相关延迟移位键控系统(CDSK)传输效率较差的缺点,设计出一种基于施密特正交降噪改进型多用户多进制相关延迟移位键控(NR-I-MUMA-CDSK)混沌通信系统。该系统在发送端利用施密特正交化产生N组不同的正交混沌序列,将产生的序列分别复制P次,结合多进制信息映射和多载波技术,使每个用户可以携带K个数据比特,并设计将N个用户信息通过N个不同正交混沌信号承载叠加后,在一条载波上进行传输,提升系统的传输速率和能量效率。接收端采用滑动平均滤波器处理信号,使噪声方差由N_(0)/2降低至N_(0)/2P,减小噪声干扰,进而减小系统误码率。对该系统在加性高斯白噪声(AWGN)信道和Rayleigh衰落信道下分别进行了理论公式推导和系统仿真分析。结果显示,相比CDSK文中系统提高了系统的信息传输速率和能量效率,且信息传输速率随N和K不断提升,同时随着K的增加,平均比特能量减少了接近100%。文中还对不同参数对系统误码率的影响进行仿真验证,结果表明系统误码率在两种信道下,均与P和进制数M成反比,与N和R成正比,与理论公式推导结果一致;同时在Ray-leigh衰落信道下对路径数L和不同路径增益下进行仿真,验证了路径数和路径增益对误码率的影响。相较于多种混沌通信系统,文中系统误码率大大降低,且系统误码率随着M的增大而减小,证明了该系统具有很好的理论价值及实际工程意义。

摘要： 为解决多载波差分混沌移位键控(MC-DCSK)系统传输速率低和误码性能差的缺点,该文提出一种正交多载波降噪差分混沌移位键控(QMC-NR-DCSK)系统.在发送端,预定义载波用于发送参考信号,剩余M-1个不同中心频率的载波及其经正交调制技术后得到的频率相同但相位正交的载波都用于传输信息信号,此外,通过进一步引入Hilbert变换,将系统的频带利用率和传输速率提升为MC-DCSK系统的4倍.在接收端引入滑动平均滤波器的降噪操作降低了噪声的方差,从而改善了系统误码性能.推导了QMC-NR-DCSK系统在加性高斯白噪声(AWGN)信道和多径瑞利衰落(RFC)信道下的比特误码率公式并进行了仿真.仿真结果和理论分析表明:QMC-NR-DCSK系统能有效提升传输速率、带宽效率和误码性能,为该系统应用于多载波无线通信提供理论参考.

摘要： 为解决传统相关延迟键控(CDSK)混沌通信系统存在的误码(BER)性能差的问题,该文提出一种基于施密特正交化的降噪多载波相关延迟键控(NR-MC-CDSK)混沌通信系统.在发送端,利用施密特正交化算法产生N组完全正交的混沌载波,并复制P次作为参考信号,与N个信息信号叠加进行传输,并利用多载波技术,复用每帧信号传输MN个用户信息.在接收端,将信号经匹配滤波器解调,然后通过滑动平均滤波器降噪,并进行相关解调.推导了系统在加性高斯白噪声(AWGN)信道和多径Rayleigh衰落信道中的BER公式并进行了仿真分析,结果表明系统的BER性能优于众多多载波混沌通信系统,数据传输速率也相较CDSK系统有明显提升,为该系统在实际通信系统中的应用提供了理论依据,并显示了较强的应用价值.

摘要： 在现有的非相干混沌通信系统中,用于传输参考信号的比特能量无法在接收端相关器被恢复出来,因此能量效率不高.针对这一问题,利用混沌序列前、后交换得到的新序列与原序列近似正交的特性,将参考信号与信息调制信号叠加在同一时隙传输,设计了一种置换相关键控混沌通信系统.在加性高斯白噪声信道中,该系统能从接收端相关器恢复全部的发送比特能量,具有比同类方案更高的能量效率.对误码率公式做了理论推导,对噪声性能进行了仿真实验,结果表明,与现有同类非相干混沌通信方案相比该方案具有更低的误码率.

摘要： 传统的多载波差分混沌移位键控系统存在误码性能差、传输速率和能量效率低的缺点,由此结合开关函数、希尔伯特变换技术和正交调制技术,研究了一种改进型正交多载波降噪差分混沌移位键控通信系统.在发送端,通过使用开关函数实现参考信号由奇数帧到偶数帧的复制,并引入正交调制技术和希尔伯特变换技术用于提升系统的传输速率.在接收端,通过引入滑动平均滤波器对接收信号进行降噪处理,以改善系统的误码性能.推导了该系统在加性高斯白噪声信道和多径瑞利衰落信道下的比特误码率公式并进行了仿真.仿真结果表明,相比于多载波差分混沌移位键控系统,该系统能有效提升误码性能、传输速率和能量效率.

摘要： 针对传统多用户短参考混沌移位键控通信系统传输速率和能量效率低的问题,该文提出了一种正交多用户高速短参考差分混沌移位键控(OMU-SRHR-DCSK)通信系统.系统将参考信号长度缩短为每个数据信号长度的1/P,通过增加两路连续的信息时隙来传输多个用户信息比特,通过希尔伯特变换在每个信息时隙多传输N个用户信息比特,极大地提高了系统的数据传输速率.将希尔伯特变换和Walsh码相结合完全消除了用户间干扰,改善了误码率性能.推导了OMU-SRHR-DCSK系统在加性高斯白噪声(AWGN)信道和多径瑞利衰落信道(RFC)中的比特误码率(BER)公式并进行了实验验证.在两种信道下的仿真值和理论推导值均相等,验证了理论推导的正确性.该系统的传输速率相对于传统多用户短参考系统的传输速率有极大提升,传输比特数相同的条件下系统的误码性能明显优于传统多用户短参考系统,证明了该系统具有优异的实用价值,并为其应用于实际中提供了良好的理论支撑.

摘要： 提出有限长度信息信号的混沌通信方案。将信息信号调制于系统参数，并进行混沌掩盖，产生传输信号，接收端以迭代学习辨识算法完全重建信息信号，实现译码。理论分析给出完全限幅迭代学习辨识算法关于初态误差和学习律不确定性的算法性质，推导出学习算法的收敛性充分条件。提出的采用传输信号的参数调制和复合非线性掩盖方法，从提高参数调制中参数与混沌信号的耦合程度和信号掩盖的非线性程度两个方面增强混沌通信的保密性。

摘要： 多用户的混沌通信系统是一个多输入多输出(multi-input multi-output, MIMo)的系统,为了克服系统存在的多径信道畸变,多用户干扰以及信道噪声的影响,组合不同的状态空间模型,提出了一种双扩展卡尔曼滤波器(dual extended Kalman filter, DEKF)的盲均衡算法。仿真结果表明,这种盲均衡算法能较快地跟踪多径时变信道,有效地抑制信道噪声,进而实现多用户通信。

摘要： 粒子滤波器(Particlefilter,PF)是一种结合重要性权重抽样的序贯蒙特卡罗方法,能够应用到任意状态空间模型,并且能较好地估计经过非线性变化后的随机变量的统计特性.本文应用粒子滤波器和信号建模技术研究混沌通信系统的盲信道均衡问题,发展基于混沌的通信系统的盲均衡技术.仿真结果证实了,当Logistic映射作为混沌发生器和通信场景为固定参数与时变衰落信道时,该盲信道均衡器与基于扩展卡尔曼滤波算法的盲均衡器和基于无先导变换的自适应盲均衡器相比,有较好的均衡实现.此外,利用本文的盲均衡算法,我们实现了一种混沌调制通信系统的解调。

摘要： 在混沌保密通信和偏振健控的基础上提出了四偏振态光混沌通信系统；并对该系统进行了理论分析和仿真试验；仿真结果表明，四偏振态混沌通信系统适用于高速长距离光通信系统。

摘要： 混沌通信系统实时笥强、保密性高、运算速度快,在保密通信领域中具有强大生命力和应用前景.对混沌保密通信来说,混沌同步是通信首要的问题,只有在实现稳定同步的基础上,信息的传输,解码才成为可能.目前,针对不同的混沌通信系统,已提出了很多种混沌同步方法.为此,本文以一类常见的混沌通信系统为研究背景,首次从控制系统分析的角度来进行分类,阐述了这两类方法的基本原理,适用的条件和特性,并进行分析比较指出它们的优点和不足,为课题的进一步研究提出了新的方向和思路.

摘要： 提出了一种具有较高保密性、可靠性和便于工程实现的混沌通信系统,选用连续混沌源以间歇驱动方式实现同步,混沌调制和解调由数值积分以软件方式实现。系统提供了多个自由参数,包括间歇驱动周期T、信息信号放大系数A、单个信息信号的比特数m和传输信号量化位数N等,它们适当选取可以实现增强通信保密性能、提高通信传输效率、降低差错放大倍数等目的。

摘要： 混沌信号降噪是混沌通信中信号检测的重要手段，特别是在非合作的混沌通信中，由于未知混沌动力机理情况下混沌同步的难度，一般要采用此类方法实现.本文总结了混沌动力机理未知的一类混沌序列降噪算法，包括相空间重构、小波变换法、循环相关算法、神经网络建模方法等.阐述原理的同时给出了每种算法的适用条件，并讨论了各种算法的优点及局限，进而明确了此类问题的研究方向.

摘要： 基于混沌同步原理的混沌保密通信方法要求接收与发送系统保持同步,若信道增益为时变函数,则无法实现混沌通信.本文基于模糊控制,提出运用标准可加性模型(SAM),控制时变信道增益,保持发送与接收混沌系统同步,仿真结果表明控制可行,通信有效.

摘要： 基于一个典型的文氏电桥混沌振荡器,应用非线性环状耦合的方法,我们提出了一种新的超混沌保密通信方案。具体而言,我们通过构建一个包含信号的闭合环路,对有用信息进行加密,实现发送端与接收端之间的超混沌系统的同步,最后在接收端解调出原信号.利用数字化处理技术,通过对系统的连续时间无量纲状态方程进行离散化处理和变量比例变换,我们提出了用DSP技术实现该方案的一般设计原理,并给出了硬件实现结果。最后,基于DSP平台,我们提出了一种具有实际应用价值的语音混沌保密通信的方案。

摘要： 基于一个典型的文氏电桥混沌振荡器,应用非线性环状耦合的方法,我们提出了一种新的超混沌保密通信方案。具体而言,我们通过构建一个包含信号的闭合环路,对有用信息进行加密,实现发送端与接收端之间的超混沌系统的同步,最后在接收端解调出原信号.利用数字化处理技术,通过对系统的连续时间无量纲状态方程进行离散化处理和变量比例变换,我们提出了用DSP技术实现该方案的一般设计原理,并给出了硬件实现结果。最后,基于DSP平台,我们提出了一种具有实际应用价值的语音混沌保密通信的方案。

摘要： 本发明公开了一种基于混沌成型和混沌匹配滤波器的无线通信方法，步骤包括：1)准备待发射数据；2)对待发射数字符号进行混沌成型滤波生成基带信号；3)利用传统无线通信系统的射频模块和发射天线对基带信号进行发射和传输；4)利用传统接收天线进行无线信号接收，并将接收信号去载频，得到接收基带信号；5)对接收到的基带信号进行混沌匹配滤波；6)无线信道估计及消除多径干扰判决门限计算；7)匹配滤波输出信号的抽样判决，对步骤5)的混沌匹配滤波器输出信号进行符号抽样，采用步骤6)计算的判决门限对抽样信号进行判决，得到解码输出信号。本发明的方法，安全性和鲁棒性明显提升。

摘要： 基于数字混沌编码算法的数字混沌保密通信系统，包括：1）、信息发送端A和信息接收端B进行通信的信道，2）、与信道连接的用于产生混沌数字数码的数字混沌网络，从该数字混沌网络所产生的数码中按选取一定长度的混沌数码经混沌编码的密码生成函数g1转变成混沌密码k1(t)，k1(t)=g1(X,p)，数字混沌网络具有如下特征：（1）具有相同的拓扑和动力学结构，受共同信号驱动且二者处于混沌同步态，数字混沌网络包括复杂混沌网络，复杂混沌网络是任意拓扑结构，包括正规网络，随机网络，小世界网络，标度自由网络和模块网络；（2）信息发送端A用于产生混沌数字数码的复杂混沌网络动力学方程由微分动力学方程描写。

摘要： 混沌保密通信系统中数字混沌密码的产生方法，数字混沌保密通信系统包括1）、信息发送端A和信息接收端B进行通信的信道，2）、与信道连接的用于产生混沌数字数码的数字混沌网络，从该数字混沌网络所产生的数码中按选取一定长度的混沌数码经混沌编码的密码生成函数g1转变成混沌密码k1(t)，k1(t)=g1(X,p)；收发两复杂混沌网络采用完全相同的方法进行计算以获得混沌同步数字数码；用如下方法通过混沌密码生成及明文的混沌加密或解密模块从数字混沌网络产生或解密混沌密码：密码k1的长度是一位至多位，从混沌网络产生的混沌数码中按随机或规则方式选取一定数量p的数码构造密码k1=g1[X,p]，p≤q；对复杂网络所产生的所有原始数码作一系列函数bi运算产生一。

摘要： 本发明公开了一种基于混沌成型和混沌匹配滤波器的无线通信方法，步骤包括：1)准备待发射数据；2)对待发射数字符号进行混沌成型滤波生成基带信号；3)利用传统无线通信系统的射频模块和发射天线对基带信号进行发射和传输；4)利用传统接收天线进行无线信号接收，并将接收信号去载频，得到接收基带信号；5)对接收到的基带信号进行混沌匹配滤波；6)无线信道估计及消除多径干扰判决门限计算；7)匹配滤波输出信号的抽样判决，对步骤5)的混沌匹配滤波器输出信号进行符号抽样，采用步骤6)计算的判决门限对抽样信号进行判决，得到解码输出信号。本发明的方法，安全性和鲁棒性明显提升。

摘要： 本发明请求保护一种基于正交混沌信号发生器的高效混沌差分通信方案，属于通信系统领域。通过对DCSK信号帧进行拓展，使每一帧包含N个等长时隙，系统对每个时隙内的混沌载波进行调制，即每个时隙均携带1bit用户数据。每一个时隙都把前一个时隙内的信号作为参考信号。第一个时隙的参考信号在前一帧的最后一个时隙内，即每帧的最后一个时隙不仅携带该时隙的用户信息还携带能转换成下一帧参考信号的信号。同时，设计了一种正交混沌信号发生器，产生严格正交的混沌信号，使每一帧的混沌载波和相邻帧的载波保持正交，确保系统内不含信号内干扰。解调端采用非相干的解调方式，利用相关器把前后相邻帧内信号进行相关运算，然后经过判决门限；即可判决出用户数据。本方案的传输速率是DCSK的两倍，在任何信噪比范围内误码率性能均优于DCSK。

摘要： 混沌保密通信系统中数字混沌密码的产生方法，数字混沌保密通信系统包括1）信息发送端A和信息接收端B进行通信的信道，2）与信道连接的用于产生混沌数字数码的数字混沌网络，从该数字混沌网络所产生的数码中按选取一定长度的混沌数码经混沌编码的密码生成函数g1转变成混沌密码k1(t)，k1(t)=g1(X,p)；收发两复杂混沌网络采用完全相同的方法进行计算以获得混沌同步数字数码；用如下方法通过混沌密码生成及明文的混沌加密或解密模块从数字混沌网络产生或解密混沌密码：密码k1的长度是一位至多位，从混沌网络产生的混沌数码中按随机或规则方式选取一定数量p的数码构造密码k1=g1[X,p]，p≤q；对复杂网络所产生的所有原始数码作一系列函数bi运算产生一。

摘要： 基于数字混沌编码算法的数字混沌保密通信系统，包括：1）、信息发送端A和信息接收端B进行通信的信道，2）、与信道连接的用于产生混沌数字数码的数字混沌网络，从该数字混沌网络所产生的数码中按选取一定长度的混沌数码经混沌编码的密码生成函数g1转变成混沌密码k1(t)，k1(t)=g1(X,p)，数字混沌网络具有如下特征：（1）具有相同的拓扑和动力学结构，受共同信号驱动且二者处于混沌同步态，数字混沌网络包括复杂混沌网络，复杂混沌网络是任意拓扑结构结构，包括正规网络，随机网络，小世界网络，标度自由网络和模块网络；（2）信息发送端A用于产生混沌数字数码的复杂混沌网络动力学方程由微分动力学方程描写。

摘要： 本发明涉及一种二维混沌电路及其二维混沌保密通信系统，混沌电路包括集成运放A1、A2，电阻R、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7，电容C1、C2、C3、C4；混沌保密通信系统电路由发送端电路

摘要： 本实用新型公开了一种基于混沌遮掩的八维超混沌PC同步保密通信电路，包括信号源、驱动电路、响应电路、加密电路、解密电路、反相电路；信号源与加密电路的第一输入端相连，驱动电路的第一输出端与反相电路的输入端、响应电路的第一输入端相连，驱动电路的第二输出端与加密电路的第二输入端相连，反相电路的输出端与响应电路的第二输入端相连，响应电路的输出端与解密电路的第二输入端相连，加密电路的输出端与解密电路的第一输入端相连，解密电路的输出端输出解密后信号。本实用新型是高维超混沌保密通信电路，具有更加复杂的动力学性质以及局部更加混乱的结构，因此具有更高的保密安全性，十分适合用于信号的保密传输。

摘要： 本发明基于混沌编码的键控光混沌通信系统，发射端：光纤反射镜、主分布反馈式激光器等依次相连，第二光耦合器与两滤波器相连；第二环形器通过第一光电探测器与第一相位调制器相连；第一光耦合器通过开关与第一或二从分布反馈式激光器相连；第二从分布反馈式激光器与第三光耦合器相连，第三光耦合器与两滤波器相连；第一环形器与第一相位调制器相连，第一相位调制器、单模光纤等依次相连；接收端：光纤反射镜、主分布反馈式激光器等依次相连，第四光耦合器与两滤波器相连；第三从分布反馈式激光器、第五光耦合器、第二光电探测器、相乘器、第二相位调制器依次相连，第二相位调制器与相减器相连；第五光耦合器、相减器等依次相连。