基于子载波补给索引调制的OFDM传输方案

针对基于索引调制的正交频分复用（OFDM-IM）技术存在子载波激活模式（SAP）不能匹配二进制数、影响系统性能的缺点,提出了基于子载波补给索引调制的正交频分复用（OFDM-SSIM）传输方案。所提方案通过在OFDM-IM的索引信息中加入补给索引,提高了系统的索引利用率,提升了系统的频谱效率（SE）。同时,由于所提方案的子载波激活模式与二进制数字相匹配,使系统易于采用低复杂度对数似然比（LLR）检测,并且保持良好的误码率（BER）性能。理论分析与仿真结果表明,在加性白高斯噪声（AWGN）信道和瑞利衰落信道下,相比传统OFDM-IM方案,所提方案有效地提升了SE和BER性能。     

基于极化码的无协商密钥物理层安全传输方案

针对现有的密钥生成方案需要在通信流程中增加额外的密钥协商协议，导致在5G等标准通信系统中应用受限的问题，该文提出一种基于极化码的无协商密钥物理层安全传输方案。首先基于信道特征提取未协商的物理层密钥，然后针对物理信道与密钥加密信道共同构成的等效信道设计极化码，最后利用未协商的物理层密钥对编码后的序列进行简单的模二加加密后传输。该方案通过针对性设计的极化码纠正密钥差异和噪声引起的比特错误，实现可靠的安全传输。仿真表明，该文基于等效信道设计的极化码在保证合法双方以最优的码率可靠传输的同时可以防止窃听者窃听，实现了安全与通信的一体化。     

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。     

一种基于友好干扰者协助的区别信道估计机制

在物理层安全中,可以通过抑制窃听者信道估计的准确性间接提高合法接收者和窃听者间的接收信号质量差距,从而提高信号传输安全性.给出一种基于友好干扰者协助的区别信道估计机制,该方案借助于友好干扰者发送人工噪声来干扰窃听者的信道估计过程.进一步,基于窃听者的信道估计误差最大化给出了训练序列和人工噪声之间的最优功率分配,更好地抑制了窃听者信道估计的质量.仿真结果表明,新方法能有效地抑制窃听者信道估计的性能,提高合法接收者和窃听者间的接收信号质量差距.     

一种新型的基于OFDM系统的自适应HARQ方案

基于正交频分复用(OFDM)系统提出一种自适应混合自动重传请求(HARQ)方案,它充分利用发送端获得的信道状态信息对每次重传数据符号进行重组并且采用星座重组方案平均调制符号内各比特间的可靠性差异。仿真分析表明,自适应HARQ方案与星座重组方案相结合大大提高了系统通过率、降低误块率和传输时延。     

排列模式索引调制正交频分复用系统

多模索引调制正交频分复用系统(MM-OFDM-IM)在索引调制正交频分复用系统的基础上采用不同星座集对系统中的全部子载波进行索引调制,能有效地提高系统的子载波利用率和频谱效率。但全部子载波的利用影响了系统的子载波间抗干扰能力,导致误码率性能下降。针对这一问题,该文提出排列模式索引调制正交频分复用系统(PM-OFDM-IM)。该系统在MM-OFDM-IM的基础上重新引入静默子载波,既能保证系统较高的频谱效率,又能提高系统的误码率性能。同时该文提出一种基于幅值相移键控的分类映射模式,即按半径大小排列的星座集分类模式(PCC-R),该模式能够良好结合系统传输的额外信息。最后仿真结果验证,该系统能够更优地均衡系统的频谱效率和误码率性能,且所提分类映射方案可以达到更优的系统性能。     

排列模式索引调制正交频分复用系统

多模索引调制正交频分复用系统(MM-OFDM-IM)在索引调制正交频分复用系统的基础上采用不同星座集对系统中的全部子载波进行索引调制,能有效地提高系统的子载波利用率和频谱效率.但全部子载波的利用影响了系统的子载波间抗干扰能力,导致误码率性能下降.针对这一问题,该文提出排列模式索引调制正交频分复用系统(PM-OFDM-IM).该系统在MM-OFDM-IM的基础上重新引入静默子载波,既能保证系统较高的频谱效率,又能提高系统的误码率性能.同时该文提出一种基于幅值相移键控的分类映射模式,即按半径大小排列的星座集分类模式(PCC-R),该模式能够良好结合系统传输的额外信息.最后仿真结果验证,该系统能够更优地均衡系统的频谱效率和误码率性能,且所提分类映射方案可以达到更优的系统性能.     

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。     

有限字符输入的空间调制物理层安全传输方法

针对有限字符输入系统的无线物理层安全传输问题,提出了一种空间调制安全传输方法。该方法以信息论为基础,利用多输入多输出(MIMO,multiple-input multiple-output)系统的接收天线索引承载信息,通过切换接收天线随机化窃听者的等效信道,保证物理层安全传输。首先分析了该空间调制传输系统中合法用户和窃听者的不同接收性能。然后计算出安全传输系统的保密互信息,指出获取正的保密互信息的2个充分条件。最后给出信道互信息的估计算法,并利用有限字符集的对称性进一步降低了计算复杂度。理论分析和数据仿真验证了该安全传输方法的可行性和有效性。     

OFDM系统的自适应调制仿真分析

在无线通信环境下,OFDM系统中每个子信道将经历不同的衰落。通常,为了提高系统的传输速率,要在很多信道条件不良的子信道中采用高阶调制方式。这将使OFDM系统的性能下降。该文采用自适应调制方案调整每个子信道或每组子信道的调制方式,使传输性能接近无差错,实现系统性能和传输速率的良好折衷;还根据不同的实际要求,对采用自适应调制的OFDM系统性能进行了仿真分析。仿真结果表明,自适应调制方案能有效地提高OFDM系统的性能。     

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。      

基于MP-WFRFT的多维联合调制卫星隐蔽通信研究

为进一步提高卫星信号的隐蔽性能,该文结合加权分数阶傅里叶变换(WFRFT)的星座混淆特性与混沌映射轨迹的抗截获特性,提出一种基于物理层安全的双极化卫星联合调制方案。借鉴“相位扰码”思想和“联合设计”理念,通过扩展4-WFRFT加权项参数,增加了卫星信号处理的多样性,在此基础上嵌入Logistic映射加密,提高了信息破解的难度。建立双极化卫星混沌安全传输系统模型,提出基于MP-WFRFT一体多维的组合隐蔽新概念,探索双极化卫星信号星座优化设计和裂变融合机理。仿真结果验证了所提方案的有效性。     

Image encryption based on compressed sensing and DNA encoding

An image encryption scheme based on a four-wing hyperchaotic system combined with compressed sensing and DNA coding is proposed. The scheme uses compressed sensing (CS) to reduce the image according to a certain scale in the encryption process. The measurement matrix is constructed by combining the Kronecker product (KP) and chaotic system. KP is used to extend the low-dimensional seed matrix to the high-dimensional measurement matrix. The dimensional seed matrix is generated by a four-wing chaotic system. At the same time, the chaotic sequence generated by the chaotic system dynamically controls the DNA coding and then performs the XOR operation. Simulation experiments and performance analysis show that the algorithm has good performance and security.     

Joint channel estimation and turbo equalisation for MIMO-OFDM-IM systems

Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) communications are frequently employed to improve the transmitted data rate and the link quality. Index modulated orthogonal frequency division multiplexing (OFDM-IM) improves the error rate performance and the peak-to-average power ratio (PAPR) compared with those of the conventional OFDM system due to the activation of partial subcarriers. The MIMO OFDM-IM can transmit additional information bits via the indices of active subcarriers. Also, in order to reduce the transmission power of the OFDM system, the MIMO OFDM-IM scheme can be employed to approach the demanded data transmission rate and the error rate performance. Multiple-input multiple-output orthogonal frequency division multiplexing index modulation (MIMO-OFDM-IM) is an effective multicarrier transmission scheme and can be proposed as an alternative to conventional MIMO-OFDM system. In this scheme, OFDM-IM is combined with MIMO transmission to take the benefits of these two techniques. In this paper, we propose a joint channel estimation and turbo equalisation receiver for MIMO-OFDM-IM system. Some simulation examples are given to demonstrate the effectiveness of the proposed receiver.     

基于组合混沌系统的彩色视频流加密算法

为进一步加强视频图像在存储及传输过程中的安全性,提出一种将两种改进的混沌系统和分组加密算法结合的彩色视频流加密方案.将原视频逐帧提取并取其RGB分量,并用改进的logistic混沌系统控制其高低位进行各分量位重组.再利用级联式二维猫映射,对亮度分量R实现快速空域置乱;通过改进型二维logistic映射构造的非线性混沌序列,对色度分量GB分量进行迭代扩散.然后将已加密的三分量通过AES算法进行二重加密.算法利用了高低维混沌的空域混合双重加密.仿真结果表明该算法的解密图像无损、无失真,具有更好的密钥敏感性、更好的安全性.     

Application of quantum genetic algorithm in high noise laser image security

Aiming at the security problem of range gated laser imaging in high noise background, a range gated laser image encryption scheme based on the quantum genetic algorithm(QGA) is proposed. Due to the fuzziness of the laser image itself, the randomness and security of the key become more and more important in encryption. In this paper, the chaotic sequence is used as the parent chromosome of the QGA, and the random number satisfying the encryption algorithm is obtained by an iterative genetic algor...     

基于Logistic映射和超混沌的自适应图像加密算法

为了实现对图像信息的有效保护,提出了一种基于Logistic映射和超混沌系统的图像加密算法.该算法主要思想是利用Logistic映射产生的混沌序列对明文进行像素置乱并结合超混沌以及图像自身的像素分布特征,对不同的像素点进行不同方式的像素灰度变换.仿真实验和安全性分析表明,该算法具有较高的安全性,拥有较大的密钥空间且对密钥具有相对较高的敏感性,同时实现了＂一次一密＂的加密目标,可以有效地抵御穷举攻击、统计攻击以及选择明文攻击等.     

A fast encryption algorithm of color image based on four-dimensional chaotic system

As the low complexity of low-dimensional chaotic system and the slow speed of image encryption, this paper proposes a fast encryption algorithm of color image based on four-dimensional chaotic system. Firstly, we propose a new method of designing four-dimensional chaotic system based on the classical equations of three-dimensional chaotic system, to increase the complexity and key space of the encryption algorithm. Secondly, according to the nature of color images’ pixels channel, we design a new pseudo-random sequence generator and reuse the random sequence, to improve the speed of image encryption. Finally, the methods of row-major and column-major are used to diffuse the original image and the cat map with parameter is used to scramble the image pixels, respectively, to achieve the effect of encryption. The results of simulation and security analysis show that the proposed encryption algorithm is of good performance on security, robustness and high encryption speed.     

通用数字图像加密与抗剪切攻击恢复算法

为对数字图像进行有效地保护,提出一种以混沌系统及其混沌序列为基础的通用加密与解密算法。首先,根据密钥产生一个混沌序列,经排序后生成相应的下标序列,并据此进行像素坐标置乱加密。然后,根据子密钥与图像类型值由混沌序列生成相应的无符号整数序列,并按顺序与对应的像素值进行异或运算以实现像素值置换加密。针对恶意剪切攻击,同时提出一种基于邻域相邻像素特性的抗剪切攻击恢复算法。实验结果与理论分析表明,该算法加密效果好,密钥空间大,安全性与通用性强,且具有较为理想的抗统计分析攻击与抗剪切攻击能力。