混沌同步新方法研究

从数字通信技术角度提出了混沌同步定义，指出混沌数字保密通信的应用研究重点是混沌严格同步技术。从网络通信协议的思路出发，在混沌脉冲同步的启发下，提出了一种新的混沌同步方法——混沌协议同步技术．并加以改进，从而解决了混沌数字保密通信的关键技术难题。最后构建了一个基于协议同步的网络混沌语音保密通信系统．验证了此方法的可行性。     

一种单输入控制器下的忆阻混沌同步电路设计与实现

该文提出一种在单输入控制器下基于忆阻器的混沌同步模拟电路设计及其实现方法,并将它应用于基于忆阻混沌同步的保密通信。首先,基于混沌同步理论,构建了混沌同步系统及保密通信模型,并设计实现了一种4阶压控忆阻混沌电路和混沌加密解密电路。其次,将所设计的忆阻混沌电路作为混沌驱动和响应电路,根据它们的误差系统设计了一种单输入混沌同步控制器,并将其实现于忆阻混沌同步电路当中。最后,完成了基于忆阻混沌同步的保密通信电路实验。实验结果表明,所设计忆阻混沌同步电路结构简单、操作方便、波形良好,在单输入控制器下电路能够快速同步并保持稳定,且在保密通信实验中信号还原度高、受损程度小、抗破译能力强,具有一定的理论意义与潜在的实用价值。     

混沌信号在色散光纤传输过程中的演化

研究了色散光纤混沌传输理论及混沌信号与色散光纤相互作用的物理机制;通过耦合激光混沌系统和色散光纤传输信道,提出了色散光纤混沌信号传输演化物理模型;提出混沌信号在色散光纤传输中的非线性演化频率啁啾和公式;着重分析光纤色散对激光混沌信号传输与演化的作用,色散能够展宽混沌信号脉冲,但不影响混沌信号的形状;色散能够改变混沌信号每个频谱分量相位,但不影响混沌信号频谱形状;色散能够改变混沌信号光场慢变场分量的变化,但不改变混沌信号包络时变特性,也不影响混沌信号脉冲的功率分布和场强分布;色散能够改变混沌吸引子在相空间整体旋转角度并使其旋转角度随光纤传输长度而发生改变,但不改变混沌吸引子在相空间中的内部结构.最后数值模拟了混沌信号在光纤传输过程中的相位、场慢变部分分量以及混沌吸引子等演化形式等.     

基于混沌与高阶累积量的微弱信号检测

针对微弱信号幅值很小,常被噪声淹没,而传统去噪方法效果并不理想,研究基于混沌与高阶累积量的微弱正弦信号检测方法,建立仿真模型,并将最大李雅普诺夫Lyapunov指数作为判断混沌系统相变的量化依据．自动识别混沌系统的临界状态,从而准确确定系统的策动力临界闽值。仿真实验表明该方法能有效检测出淹没在高斯噪声中的微弱正弦信号,检测信噪比为-37dB时,幅度检测相对误差为1．9％。该方法幅度检测门限低,具有广泛应用前景。     

基于蔡氏电路的数字混沌序列的性能研究

首先指出了传统的混沌伪随机序列的缺陷,并从理论上进行了分析,进而提出一种采用A/D转换方式对模拟的蔡氏混沌电路进行数字化,相应处理后,生成真正意义上的数字混沌序列的方法。通过对所得到的序列进行理论与随机性能分析可知：提出的混沌序列产生方法简单,序列的随机性能良好,适合应用于数据加密领域,是一类具有很好应用前景的混沌序列产生方法。     

模糊控制下的混沌跳频系统的同步

针对混沌信号的伪随机性和易于产生等特点，以改进的Logistic映射为例，用混沌序列取代跳频通信中的跳频码，给出了混沌跳频序列的神经网络实现；提出了用模糊控制的方法产生模糊随机序列，并以此控制混沌跳频系统的同步。计算机仿真结果表明，此方法是可行的，能达到良好的同步。     

Flexible Chaotic UWB Communication System With Adjustable Channel Bandwidth in CMOS Technology

A flexible chaotic ultra-wideband (UWB) communication system with an adjustable channel spectrum is proposed. Since the chaotic UWB bandwidth (BW) is independent of the data rate, the system band plan can be flexibly organized for various communication environments. The proposed system can overcome the spectral inefficiency and RF power wastage that is typically observed in conventional methods by utilizing adjustable channel allocations. A novel chaotic signal generator is designed with an adjustable frequency range of 3.5-4.5 GHz and BW of 70-620 MHz. The chaotic UWB transceiver system is implemented in CMOS 0.18-mum technology, and it features tunable chaotic signal generation and adaptive detection. The system performance is evaluated for digital data transmission rates of up to 15 Mb/s.     

n×m涡卷混沌吸引子的研究及硬件实现

提出了产生n×m涡卷混沌吸引子的一种新方法,用三角波函数序列和阶跃函数序列构造网格多涡卷混沌系统,找出函数中平衡点和转折点的值,并对系统的基本动力学特性进行了研究,包括理论分析和计算机模拟仿真。用模块化的方法设计了现场可编程门阵列（FPGA）硬件实验电路,给出了相关的实验结果。计算机仿真和FPGA硬件实验结果相吻合,由此证明了该系统的混沌特性。     

基于扫描图像标尺的序列图像归一化方法

本文结合计算机三维放射治疗计划系统所使用扫描序列图像的几何形变特点,提出基于扫描图像标尺的序列图像归一化方法.首先利用CT、MRI序列图像自身提供的水平和垂直标尺,通过本文所建立的投影模型对扫描过程中由于胶片倾斜等因素导致的图像变形进行矫正,求出自定义定位标记的相对坐标;然后利用定位标记在整个序列中位置不变的的特点,根据定位标记对序列图像进行归一化处理.临床结果证明,该方法可以满足三维放射治疗计划中对序列图像归一化的使用要求.     

低信噪比时混浊信号降噪的微扰方法

该文提出一种新的混沌信号降噪方法——微扰法,并且给出了微扰法的一个具体实例算法——梯度微扰法。该文还对用梯度微扰法进行混沌信号降噪的效果进行了实验研究。实验结果表明,梯度微扰法能够在低信噪比时得到很好的降噪效果。文中还对梯度微扰法的参数选择问题进行了实验研究。     

低信噪比时混沌信号降噪的微扰方法

该文提出一种新的混沌信号降噪方法微扰法,并且给出了微扰法的一个具体实例算法梯度微扰法。该文还对用梯度微扰法进行混沌信号降噪的效果进行了实验研究。实验结果表明,梯度微扰法能够在低信噪比时得到很好的降噪效果。文中还对梯度微扰法的参数选择问题进行了实验研究。     

Open-loop chaotic synchronization of injection-locked semiconductorlasers with gigahertz range modulation

Unidirectional chaotic synchronization between two remote injection-locked semiconductor lasers to achieve chaotic communications is investigated numerically. Different from the direct chaotic masking methods, the chaotic carrier wave is generated from different chaotic states in transience instead of a fixed chaotic state in static to prevent it from being reproduced through a reconstructed embedding phase space. The testing digital and sinusoidal message signals in the gigahertz range can be easily recovered without the use of any electronic or optical filter to filter out the synchronization error. The robustness of synchronization is examined by using the intrinsic white noise of the transmitter and the receiver as the perturbation. The effects of parameter mismatches on the quality and robustness of synchronization are analyzed in detail. The results show that different internal parameters have very different tolerances for parameter mismatch. A short discussion on the phase sensitivity of synchronization is also given     

Integrated Circuits of Map Chaos Generators

A chaotic noise is one of the most important implements for information processing such as neural networks. It has been suggested that chaotic neural networks have high performance ability for information processing. In this paper, we report two designs of a compact chaotic noise generator for large integration circuits using CMOS technology. The chaotic noise is generated using map chaos. We design both of the logistic map type and the tent map type circuits. These chaotic noise generators are compact as compared with the other circuits. The results show that the successful chaotic operations of the circuits because of the positive Lyapunov number. We calculate the Lyapunov exponents to certify the results of the chaotic operations. However, it is hard to estimate its accurate number for noisy data using the conventional method. And hence, we propose the modified calculation of the Lyapunov exponent for noisy data. These two circuits are expected to be utilized for various applications.     

基于混沌的话音保密单元的设计

在DSP(Digital Signal Processor)平台上构建了基于混沌的嵌入式语音保密单元。通过分析Logistic混沌映射的特点,给出了基于对Logistic混沌映射变量和参数同步扰动的新的混沌序列的产生方法。提出了使用该混沌序列的流密码加密方案并以DSP为硬件平台,采用模块化设计,通过基本电路和扩展电路并辅以相应的软件设计实现话音保密通信功能,设计了标准串行接口使之可同多种语音通信终端连接,具有很高的安全性和广泛的实用性。     

Liu混沌系统的LabVIEW仿真研究及其电路设计

分析了Liu混沌系统动力学特性,设计了基于虚拟仪器Liu混沌系统的软件系统,给出了基于虚拟仪器技术实验系统的拓扑结构,并进行了硬件电路的设计以及相关的电路实验研究。虚拟仪器技术为研究非线性系统提供了可行的方案,此实验系统具有良好的实验效果,与传统的自治混沌系统相比,此系统具有参数调节方便、易实现、可靠性高,实时性好等优点。     

一个切换混沌系统的分析与电路实现

采用改变系统乘积项的方法,在已提出的混沌系统的基础上,构建了一个切换混沌系统。分析了平衡点的性质,混沌吸引子相图和Lyapunov指数等特性,设计了可实现切换混沌系统的电路并进行了电路实验,实现结果与仿真结果一致：     

三维混沌信号产生器的设计

混沌电路的设计是混沌通信和混沌加密等应用的先决条件,因此混沌电路的理论研究和设计具有十分重要的意义.本文对作者以前提出的二维混沌电路的方法进行推广,论述如何在三维空间中构造混沌吸引子,从而产生混沌信号.该方法的最大优点是:采用模块化设计思路,混沌吸引子的形状可以根据实际需要来设计,易于电路和集成电路实现.     

基于差分空时调制的混沌慢跳频系统

提出一种慢跳频系统中基于差分空时调制的混沌保密通信方法。此方案集成了差分空时编码和混沌跳频扩频技术的优点。一方面,在跳频系统中,使用混沌序列代替伪随机(PN)码,增强了抗截获和抗预测的性能;另一方面,通过差分空时调制产生分集增益,降低了多径衰落效应的影响。仿真结果证实了此方案的有效性。     

Chaotic Cryptosystems: Cryptanalysis and Identifiability

A general framework based on the identifiability concept for the cryptanalysis of a large class of chaotic cryptosystems is proposed. A systematic methodology is provided, in order to test, a priori, during the design stage, whether the parameters of a chaotic cryptosystem may play the role of the secret key or not. A connection between robustness against brute force attacks, uniqueness in the parameters and identifiability is pointed out. Two approaches, the outputs equality approach and the input/output relation approach, are presented to test the identifiability of the system parameters. The second approach is constructive in the sense that not only it allows to conclude on the identifiability of the parameters but it also provides a systematic technique, based on solving a set of algebraic equations, to retrieve the parameters in the context of a known plaintext attack. It turns out that cryptosystems involving polynomial nonlinearities, chaotic or not, are weak against such an attack, called algebraic attack     

双叶映射混沌序列分析

机器的有限精度会导致它的混沌序列进入周期轨道,解决有限精度的短周期效应又会产生序列的平衡问题.文中提出了双叶映射,该映射通过对混沌序列的均值曲线的拟合,保证了在有限精度条件下进行变参数映射时序列的基本平衡,因此双叶映射容易产生平衡的混沌序列;理论分析与仿真结果表明,双叶数字混沌序列具有良好的平衡性和随机性,更高的保密性,等等,因此具有很高的参考价值和良好的应用前景.