基于二级混沌映射的OFDM安全传输方案

基于OFDM技术,结合混沌序列的伪随机特性和初值敏感性,提出了一种数据相位混沌旋转和子载波混沌映射的安全传输方案。仿真结果和分析表明,该方案能够有效地对信息进行混沌安全传输,增强输出信号的随机特性,窃听方无法通过信号的统计特性估计出发送信息,从而保证通信的安全性。与常用的安全措施,如AES（高级加密标准）、多天线随机化传输矩阵等方法相比,所述方案能够达到较好的计算安全性。     

基于物理层加密的OFDM可见光通信系统安全传输方案

针对可见光通信（VLC）链路的数据传输安全性不高的问题。在正交频分复用（OFDM）VLC系统中,提出一种比特级、符号级和相位联合加密的三级物理层加密方案。首先,引入Logistic映射的混沌序列加密方法降低加密数据的相关性,提高加密数据的安全性和系统的传输性能;然后,提出基于S替换表的星座映射,根据不同的S替换表生成对应的星座映射关系,使得原始二进制比特数据和加密后生成的数字调制信号之间始终保持格雷映射的特性,保证格雷增益。仿真结果表明：相比现有的方案,提出的物理层加密方案不仅具有更高的安全性,还降低了OFDM VLC系统发送数据的峰均功率比,缓解了发光二极管（LED）发射端产生的非线性失真,提升了系统的误码率性能。     

一种混沌跳频伪卫星导航系统研究

针对传统卫星导航系统导航信号开放式的收发方式,信号容易受到干扰,提出了一种混沌跳频伪卫星导航系统。该系统利用 Logistic 混沌映射序列作为导航信号扩频码,利用构造的组合混沌映射产生跳频序列控制导航信号发射频率的跳变,通过布设的伪卫星发射导航信号。 本文所提系统不仅可以作为卫星导航系统的增强,还可以在电磁干扰环境下独立工作,为区域内用户提供安全、可靠的导航定位服务。仿真研究证明了其有效性。     

基于余幂-激活离散超混沌加密的多参数加权分数傅里叶变换安全通信方法

为提高物理层安全传输性能,该文提出一种新的基于2维余幂-激活(2D-CPA)离散超混沌加密的多参数加权分数傅里叶变换(MP-WFRFT)安全通信方法。首先,将激活函数和余弦函数作为非线性因子引入1维立方(cubic)混沌映射,构造2维混沌映射。非线性因子可对原始cubic混沌映射的迭代过程进行扰动,从而获得更加饱满的相轨。利用分岔图、相图、Lyapunov指数谱等对提出的2维混沌映射动力学特性进行了验证。结果表明,构造的2维混沌序列随机性良好,可进入超混沌状态。然后,利用余幂-激活离散超混沌序列分别构建幅度变换矩阵、相位旋转矩阵和MP-WFRFT参数池,完成对星座幅相加密,以及MP-WFRFT动态变换加密过程,进一步消除数据统计特征,同时提升MP-WFRFT变换的抗参数扫描性能。数值仿真结果表明,加密数据的星座图呈类高斯分布,且传输系统对密钥的敏感性良好。     

一种混沌相位编码信号形成与处理系统设计

提出一套基于混沌理论的二相、多相编码信号以及混沌二相--线性调频复合调制信号的形成与处理方案,可应用于搜索雷达系统,实现多波形形式、多波形参数和宽带多频率捷变的雷达波形产生及相关压缩处理.重点论述了一类基于Logistic映射的混沌二相编码信号、两种形式的混沌二相--线性调频复合调制信号和混沌泰勒四相编码信号的设计原理与主要处理方法,并应用加权网络对上述脉冲压缩信号进行旁瓣抑制.计算机仿真结果表明,上述三类信号的主要性能均满足系统指标要求,从而使该方案具备很强的低截获及抗干扰能力.     

基于混沌移位键控调制的卫星隐蔽通信性能分析

文章提出了一种基于相干混沌移位键控信号的卫星隐蔽通信方案,并建立了系统模型,然后采用离散基带信号分析了其隐蔽性能、抗干扰性能以及相关参数的选取.理论分析和仿真结果表明使用相干混沌移位键控信号完成卫星隐蔽通信具有较好的隐蔽性和抗干扰性,为基于混沌调制技术的卫星隐蔽通信提供了理论支持.     

一种改善OFDM信号峰平比的新方法

提出了一种基于星座映射选择改善正交频分复用(OFDM)信号峰值平均功率比(PAPR)的方案,并针对这种映射方案提出了一种基于格栅搜索的简化算法。仿真表明,该方法不仅能够有效降低OFDM系统的峰均功率比,并具有较低的复杂度和较好的实用价值。     

多星座卫星导航对抗测试系统设计与实现

对卫星导航设备进行导航对抗性能测试,实现测试场景的可重复和可控性,需要在暗室内实现对外场测试环境的仿真,模拟卫星星座信号和各个来向的干扰信号。针对测试需求,设计了一种基于导航暗室的多星座卫星导航对抗测试系统,能够模拟多星座卫星导航信号和干扰信号的空域特征,仿真卫星信号及干扰信号的分布场景,在时间上能覆盖导航卫星星座的整个信号周期,在空间上可模拟接收信号的来波方向及静态、动态空间特性。     

一个完全基于混沌的数字图像认证方案

基于混沌特性提出了一个新颖的数字图像认证方案.首先利用分段线性混沌映射,基于图像的特征信息,生成查询表和二维猫映射的参数;再利用猫映射对原始水印图像进行置乱预处理;最后根据查询表和置乱后的水印完成水印嵌入工作.而水印的提取和认证操作极为简便.理论分析和仿真试验表明该方案安全高效、定位精确,且具有简单,可行性好的特点.     

基于神经网络与复合离散混沌系统的双重加密方法

正交频分复用(OFDM)已被广泛应用于无线通信系统,其数据传输安全具有一定的实际意义。该文提出了一种双重加密方案,采用神经网络生成置乱矩阵实现第1次加密,通过基于Logistic映射与Sine映射的复合离散混沌系统产生的混沌序列进行第2次加密。该双重加密方案极大提升了OFDM通信系统的保密性,可以有效地防止暴力攻击。相比于单一的1维Logistic映射的混沌系统,基于Logistic映射与Sine映射的复合离散混沌系统具有更大的密钥空间。该文运用Lyapunov指数与NIST测试验证了该混沌系统的混沌特性及随机性,并仿真验证了双重加密方案的保密性能。仿真结果表明,该文所提出的加密方案密钥空间为4×1093,Lyapunov指数提高到0.9850,NIST测试中最大P值为0.9995。该双重加密方案可在不影响传输性能下极大提升OFDM通信系统的安全性。     

基于遗传算法的全索引调制的物理层加密算法

基于带指数调制的OFDM系统(Orthogonal Frequency Division Multiplexing with Index Modulation,OFDM-IM)以其潜在的分集增益而被人们所熟知。随后,一种基于遗传算法的全索引调制的OFDM(GA-OFDM-AIM)方案被提出,与传统的OFDM-IM相比,其采用遗传算法辅助子块设计,通过交叉、变异和选择过程,得到了低误码率的子块实现,但由于窃听者可以通过搜索算法或检测信道中的子块,传输安全无法得到保证,为此提出了基于遗传算法的全索引调制的物理层加密算法。利用无线信道特点,采用密钥生成技术提取初始密钥并且作为混沌发生器的初始值产生混沌序列,再利用该混沌序列对GA-OFDM-AIM中的子块进行星座点映射和星座旋转,打乱了星座阶数和调制类型的特征,使得窃听者难以破解系统的参数。为验证该算法的有效性和安全性,分析了不同的攻击模型,并比较了加密前后星座的误码性能。安全分析和仿真结果表明,该方案能有效地提高系统的安全性和传输性能。     

一种北斗联合低轨星座的导航增强方法研究

单纯依靠北斗导航系统提供定位导航授时服务,存在卫星信号落地功率低、易受遮蔽和阻断的不足。针对此问题,研究了一种北斗联合低轨星座实现导航增强的系统架构;提出了一种新的适应严重遮蔽或干扰条件下,基于到达时间(TOA)和到达频率(FOA)联合观测的定位解算算法;对高中低轨混合星座条件下的覆盖特性和精度衰减因子进行了仿真分析。分析结果表明,用户可见星数平均增加了64.2%,位置精度衰减因子(PDOP)平均改善了28.7%。研究结果可为下一代北斗的论证设计与研制建设提供参考借鉴。     

基于STK的双层卫星星座设计及仿真

轨道与星座的设计是整个卫星通信系统设计的基础,合理的轨道设计与星座配置方案可以显著提高系统的整体性能。结合GEO卫星处理能力强,LEO卫星星地时延小的特点,以提供全球实时接入为目标,提出了一种由LEO卫星提供全球覆盖的GEO/LEO双层卫星网络星座设计方案。运用卫星覆盖带分析方法,确定由48颗LEO卫星完成全球覆盖。通过在STK仿真环境下进行计算机仿真验证,得到所设计的卫星星座可完成全天时全球覆盖。     

基于联合特征参数的卫星单-混信号调制识别研究

针对卫星通信中单-混信号调制类型识别效率低、准确性差等问题,该文提出一种基于高阶累积量和星座图聚类特性的调制识别算法。首先,根据4, 6阶累积量的属性特点构建3个特征参数,以识别多进制相移键控(MPSK)和部分多进制正交幅度调制(MQAM)调制类型,然后结合改进的星座图减法聚类算法分离出剩余调制样式,最后将参数联合,建立决策树分类器进行统一调度。该算法不依赖信号诸多先验信息,具有特征提取参数简单、识别种类多等特点。仿真结果表明,该算法在信噪比(SNR)10 dB下对卫星单-混信号的调制识别率仍能达到90%以上。     

一种新型的低轨存储转发通信星座设计方法

针对低轨存储转发星座的特点以及传统星座设计方法无法同时优化覆盖性能和网络性能的不足,该文提出一种新型的兼顾覆盖性能以及网络性能的低轨存储转发星座设计方法,并采用非劣分层多目标进化算法(NSGA-II)优化该多目标多约束星座设计问题。通过基于STK和OPNET的协同优化仿真平台验证了该星座设计方法的有效性。     

卫星数字调制混合信号的自动识别

针对卫星数字混合信号的特征,提出了在载波速率和符号速率初判基础上的自动识别方案.该方案利用数字混合信号与常用数字调制信号在信号频谱以及星座点的差异提取特征参数进行自动识别.仿真结果表明,该方案具备实用性和可行性.     

Joint optimization of VQ codebooks and QAM signal constellationsfor AWGN channels

A joint design scheme has been proposed to optimize the source encoder and the modulation signal constellation based on the minimization of the end-to-end distortion including both the quantization error and channel distortion. The proposed scheme first optimizes the vector quantization (VQ) codebook for a fixed modulation signal set, and then the modulation signals for the fixed VQ codebook. These two steps are iteratively repeated until they reach a local optimum solution. It has been shown that the performance of the proposed system can be enhanced by employing a new efficient mapping scheme between codevectors and modulation signals. Simulation results show that a jointly optimized system based on the proposed algorithms outperforms the conventional system based on a conventional quadrature amplitude modulation signal set and the VQ codebook designed for a noiseless channel     

SCMA codebook design based on resource block constellation

Aiming at the problems of typical sparse code multiple access codebook design scheme based on multidimensional mother constellation that the complexity is high and the minimum Euclidean distance between constellation points on resource blocks is difficult to determine,a SCMA codebook design scheme based on resource block constellation was proposed.By converting the design of multidimensional mother constellation into the design of two-dimensional resource block constellation,the design complexity of constellation was reduced.And the codebook design scheme starting from resource block constellation could maximize the minimum Euclidean distance between constellation points on resource blocks,which was better than the design method in which user codebooks were obtained from multi-dimensional mother constellation.Simulation results show that the proposed SCMA codebook design scheme based on resource block constellation can significantly improve the BER performance of system compared with the typical codebook design scheme based on multidimensional mother constellation.     

一种基于BOC信号的导航发射信道预失真技术

由于卫星导航系统中导航卫星发射信道的记忆非线性效应,使带宽受限的二进制偏移载波（BOC）调制信号失真加剧,导航系统性能将受到严重影响。针对这个问题,建立并分析了导航发射信道模型,提出将等效简化信道模型的主体部分（HPA及其前后置滤波器）等效为Wiener—Hammerstein模型的思想,同时设计了一种针对此模型的基于直接学习结构的自适应LMS预失真方案。仿真结果表明,该方案能有效抑制BOC信号的带外频谱扩展,优化星座图,可以很好地消除导航信道对BOC信号的失真影响,在卫星导航系统中有着重要的意义和良好的应用前景。     

基于MP-WFRFT的物理层保密增强安全方案

针对战场无线网络全域开放性、广播特性以及实时移动性等特征带来的通信系统安全隐患,为保障战场网络内消息的安全有效传输,本文通过对物理层信号的安全分析研究,结合变换域通信手段与经典加密方法,在信道共享密钥的基础上提出了一种基于MP-WFRFT的保密增强安全方案。通过建立物理层安全加密模型,给出了信道探测与共享密钥生成方法,在扰乱星座方案加持下利用MP-WFRFT多加密参数的混合载波调制对传输信号星座进行扰乱处理。仿真分析表明,本方案能够提升战场无线网络内信号的星座熵,并且在系统误码率性能上相较以往方案存在大幅度提升,为战场无线网络整体性能提升提供了一种新型方案。