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。     

无信号间干扰的相关延迟-差分混沌移位键控混沌通信方案

现有的差分混沌移位键控（DCSK）通信系统主要的缺陷是传输速率较低，为此提出了一种无信号间干扰的相关延迟-差分混沌移位键控（CD-DCSK）通信方案。在发送端，由正交信号发生器产生两路正交混沌信号，并经符号函数归一化以保持发送信号的能量恒定，然后，这两路混沌信号与其延迟不同时间间隔后的混沌信号分别调制1 bit数据信息形成一帧发送信号。在解调端，采用相关解调提取数据信息，通过检测相关器输出结果的符号恢复信息比特。利用高斯近似（GA）法分析了系统在加性高斯白噪声（AWGN）信道下的理论误码率（BER）性能，并与经典的混沌通信系统进行了比较。分析及实验结果表明：与DCSK系统相比，无信号间干扰的CD-DCSK系统的传输速率提升了50个百分点，且其误码性能优于相关延迟移位键控（CDSK）系统。     

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.     

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。     

一种噪声和畸变混沌信号的滤波策略-Ⅱ：自适应解调

在这系列文章的第一部分，我们提出了一种状态空间模型的估计算法。第二部分将该算法应用于混沌调制通信系统的解调。当“扮演”系统参数的信息信号被建模为AR模型后，混沌调制通信系统的解调问题可转化为对增广的状态空间模型的估计。仿真结果表明，该算法也能有效地实现混沌调制通信系统的自适应解调。     

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。     

基于统一化混沌系统的双比特码元通信

将混沌参数调制与混沌键控技术相结合,提出了一种新的混沌保密通信方法。通过对统一化混沌系统的参数及输出混沌信号的相位控制,实现对双比特码元信号的传输。该混沌通信系统保密性强,通信速度快,电路简单,易于集成化。     

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DSP的多用户混沌保密通信系统研究

本文在分析混沌脉冲位置调制原理的基础上,研究一种多用户混沌保密通信系统.根据混沌脉冲序列的特点,把多个用户的信息通过脉冲位置调制方式掩盖在脉冲序列当中,实现多用户的保密通信,并且用DSP芯片实现一种多用户保密通信系统.     

基于DSP Builder的混沌保密通信的研究与实现

采用DSP Builder开发工具,利用混沌信号实现对通信数字信号的加密与解密.首先在Simulink中建立系统通信模型,采用FM对混沌信号进行差分键控形成FM-DCSK信号,然后用数字信号控制FM-DCSK信号,形成调制信号,并在接收端进行信号恢复,然后进行仿真,生成硬件描述语言下载到系统板,实现混沌保密通信.     

用时域补偿实现混沌同步的方法

利用时间连续的混沌系统进行保密通信时,停产中传输的是宽带的混沌信号,由于实际的停产总是带限的,这就大在的限制了混沌在通信中的应用。一种改进的方法是在发射端用波波器滤去混沌信号的高频部分,只传输低频部分。而在接收产端用本地产生的混汪信号的高频部分来补偿接收到的信号作为接收端混沌系统的驱动信号。文中提出的方法是在发射端对要发射的混沌信号进行采样,只传输这些时间离散的采样值。在接收端则用本地产生的采样时     

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.     

一种新颖的重构发射的混沌信号的跟踪器

Coauthors of the paper propose a novel tracker for reconstructing the transmitted chaotic signal whtch uses a modified radial-basis-ruction neural network incorporating a learning algorithm for tracking the noisy chaotic signal with varying parameters. The results show that application of the tracker to noncoherent detection in chaos-shiftkeying digital communication system is very effective under practical communication environment.     

A chaotic communication system of improved performance based on the Derivative-free nonlinear Kalman filter

The Derivative-free nonlinear Kalman Filter is used for developing a communication system that is based on a chaotic modulator such as the Duffing system. In the transmitter’s side, the source of information undergoes modulation (encryption) in which a chaotic signal generated by the Duffing system is the carrier. The modulated signal is transmitted through a communication channel and at the receiver’s side demodulation takes place, after exploiting the estimation provided about the state vector of the chaotic oscillator by the Derivative-free nonlinear Kalman Filter. Evaluation tests confirm that the proposed filtering method has improved performance over the Extended Kalman Filter and reduces significantly the rate of transmission errors. Moreover, it is shown that the proposed Derivative-free nonlinear Kalman Filter can work within a dual Kalman Filtering scheme, for performing simultaneously transmitter–receiver synchronisation and estimation of unknown coefficients of the communication channel.     

在线混沌图像保密通信研究

本文利用像素值替代和图像位置置乱相结合的方法进行图像信息的加解密,设计并实现了一个网络在线混沌图像保密通信系统,具有保密性和实时性。系统采用Lorenz和Logistic混沌系统,通过密钥同步方案,信息被实时加密后经TCP协议传输;由于混沌映射的初值敏感性和伪随机特性,传输的信息很难被破译,具有较强的保密性。本文对系统的实现方法进行了研究,通信结果表明该系统具有较好的保密性和实用性。     

Digital secure communication via chaotic systems

This paper presents a novel secure communication system for digital signal transmissions. It contains four important parts: modulation, chaotic transmitter, chaotic receiver, and demodulation. The modulation mechanism is to modulate each of delivered bit information to be a carrier signal in the continuous form. Then this carrier signal is taken as a parameter of the chaotic system, called the unified chaotic system. Such a system possesses three different types of chaos characterizations depending on its system's parameter, and this guarantees the communication security more. In the public channel, only three chaotic state variables are delivered and this means that the important carrier information is efficiently screened. According to chaotic states received in the receiver terminal, the continuous carrier signal is decrypted using certain adaptation mechanisms. Finally, the proposed demodulation method can successfully recover the original bit information which is embedded in the communication systems. Some simulation results are provided to verify the efficiency of the proposed secure communication system.     

基于多涡卷混沌系统的数字保密通信方案

为增强传统的混沌保密通信系统抗干扰能力和提高其保密性,提出了一种基于多涡卷混沌系统同步的数字保密通信方案.在该加密方案中,利用多涡卷混沌系统的特点来构造流密码.数值模拟结果表明:该保密通信系统具有很高的抗差函数攻击能力,在同步信号被干扰时,保密通信系统具有一定的抗误码率.     

Synthesis of fuzzy model-based designs to synchronization andsecure communications for chaotic systems

This paper presents synthesis approaches for synchronization and secure communications of chaotic systems by using fuzzy model-based design methods. Many well-known continuous and discrete chaotic systems can be exactly represented by T-S fuzzy models with only one premise variable. According to the applications on synchronization and signal modulation, the general fuzzy models may have either i) common bias terms; or ii) the same premise variable and driving signal. Then we propose two types of driving signals, namely, fuzzy driving signal and crisp driving signal, to deal with the asymptotical synchronization and secure communication problems for cases i) and ii), respectively. Based on these driving signals, the solutions are found by solving LMI problems. It is worthy to note that many well-known chaotic systems, such as Duffing system, Chua's circuit. Rassler's system, Lorenz system, Henon map, and Lozi map can achieve their applications on asymptotical synchronization and recovering messages in secure communication by using either the fuzzy driving signal or the crisp driving signal. Finally, several numerical simulations are shown to verify the results.