参数扰动下的混沌同步控制及其保密通信方案

研究了变参数混沌系统的同步控制问题及其保密通信方案设计.主要创新点可归结如下:第一,提出了利用混沌系统状态变量来构造变参数系统参数扰动项的思想,研究了混沌系统参数在另一组混沌序列持续扰动下的同步控制问题.混沌系统对参数具有敏感依赖性,当混沌系统的参数被另一组混沌序列持续扰动时,系统将产生更加难以预测的混沌行为.第二,对加密后的信息信号再进行一次非线性叠来生成加密端与解密端之间的通信信号,而不是直接以加密信号作为通信信号,使得实际传输的通信信号具有更复杂的形式从而难以被破译.此外,该方案只需向接收系统发送一路信号,且同步控制器简单,实用性较强.数值模拟和理论分析表明该方案具有良好的通信、保密特性和较广的适用范围.     

统一混沌系统同步控制及在保密通信中的应用

基于线性反馈同步的理论, 实现了统一混沌系统的线性反馈同步的控制, 并将该混沌同步方式应用于混沌参数调制的保密通信系统中。在系统的发送端利用发送的信息信号调制混沌系统的参数, 将信息信号隐藏在混沌信号中, 在系统的接收端利用混沌同步信号提取出相应的混沌系统参数, 进而恢复出所传输的信息信号。仿真结果表明其同步时间短, 在保密通信系统的接收端恢复出信息信号非常逼近发送的信息信号, 具有较强的保密性和实用性。     

基于自适应同步的混沌调制保密通信

针对基于参数调制的自适应混沌保密通信问题,设计一种自适应混沌响应系统,将信息信号调制到混沌系统的某个参数中,通过构造自适应参数辨识与单个自适应控制器,实现混沌系统的同步与参数估计。在接收端,通过构造非线性滤波器,使信息信号有效恢复,实现保密通信。仿真结果表明,该系统同步性较好,解调信号逼近于信息信号,具有较强的保密性。     

基于广义函数投影同步的混沌保密通信研究

针对已有的混沌广义函数投影同步保密通信的局限性,研究了基于广义函数投影同步和参数调制的混沌保密通信问题。把混沌参数作为一个状态变量,将信息信号经过函数变换后调制在混沌系统的不确定参数中,通过构造参数自适应率与非线性控制器,实现混沌系统的广义函数投影同步与参数估计,在接收端通过参数辨识和反函数变换实现信息信号的解调。以电阻电容电感分流的约瑟夫森结(RCLSJJ)混沌系统为例进行数值仿真,仿真结果表明改进方法可成功辨识出系统的未知参数,从而快速有效的恢复出调制在参数中的信息信号。     

基于超混沌Lorenz系统同步控制的保密通信

借鉴Lyapunov稳定性理论,通过对系统的某一状态施加线性牵制控制,实现超混沌Lorenz系统的同步,并将超混沌同步技术用于保密通信。在发送端,将有用信号调制到混沌参数中,使其完全融入混沌系统,提高通信的安全性,在接收端,利用设计合理的滤波器解调出有用信号。仿真结果表明,设计的系统同步性良好,解调信号逼近于有用信号。     

基于混沌同步的保密通信

研究了基于混沌系统完全同步化的保密通信问题。根据所要传输的信号,将混沌系统中的某一参数加以改变。通过自适应控制方法,在混沌系统同步化的基础上分别识别出系统的原参数和改变后的参数,进行分析比较后复原传输信号。利用Lyapunov稳定性定理和Barbalat定理,严格证明了同步方法的正确性。同时,以高维的Rossler系统为例进行了数值仿真,验证了保密通信方案的有效性。     

参数切换统一混沌系统的自适应保密通信

根据Lyapunov稳定性定理,利用Lyapunov直接法构造非线性函数,通过采用系统参数自适应率和控制器,使得统一混沌系统能够在较短的时间内与参数切换的驱动统一混沌系统达到同步,利用基于Mallab的Simulink技术进行数值仿真,并将自适应同步的统一混沌系统应用到混沌掩盖保密通信中.仿真结果表明,响应统一混沌系统能够快速跟踪参数随机切换的驱动统一混沌系统并达到同步,混沌掩盖通信系统中有用信号能够在接受端得到有效的恢复.     

基于混沌导频信号同步控制的混沌保密通信

分析了现有混沌掩盖保密通信存在的问题,给出了混沌同步控制信号与混沌调制信号相分离的混沌保密通信新方法.新方法采用混沌导频信号独立完成通信收发两端的混沌系统同步控制,较好地解决了原有混沌通信系统中已调信号既实现同步控制又承载信息信号所引起的信息信号须远小于混沌调制信号和抗噪声性能差的问题.构建了采用Sprott系统I为混沌模型的混沌通信新方案仿真电路.仿真实验表明:通信收发两端混沌同步控制实现方式更灵活、混沌同步更精确、信息信号大小不再受混沌信号影响、抗噪声性能更强.同时,混沌调制信号和混沌同步控制信号分开也有助于这两方面技术独立地研究与发展,有利于构建性能更好的混沌保密通信系统.     

参数未知的自适应耦合同步及其在保密通信中的应用

在实际应用中,系统参数会随着环境的变化而变化,因此研究参数不确定混沌系统的同步更具有实际应用价值。文章针对参数完全未知的混沌系统,基于单向耦合同步方法,实现了混沌系统的自适应同步,为证明系统同步进行了严格的数学推导,并将同步的混沌系统应用到混沌保密通信中。计算机仿真表明混沌系统能够快速达到同步,且在混沌保密通信系统的接收端,有用信号可以有效地恢复出来,从而证明文章提出的方法有效且可行。     

异结构混沌系统同步及其在保密通信中的应用*

根据主动控制思想和Lyapunov稳定性定理,构造主动控制器使得两个异结构的混沌系统在短时间内实现同步,并证明了混沌同步的鲁棒稳定性;利用MATLAB的Simulink技术进行数字仿真,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保密通信中。仿真结果表明,异结构混沌系统能够实现稳定的同步,且在混沌掩盖和混沌参数调制保密通信中,有用信号均能有效地在接收端恢复出来。