基于多级混沌同步理论的保密通信

提出了一种多级混沌同步保密通信系统实现方案。在发射端，混沌信号首先与有用信号进行合成，然后将合成的混沌信号作用于另一个混沌系统，进而得到调制后的传输信号；在接收端，信道传输的混沌信号经过与发射端结构相同的混沌系统二级解调后恢复出有用信号。研究结果表明，这种多级混沌同步保密通信系统比原同步掩蔽通信系统具有更好的安全特性和更高的有效带宽，而且实现简单。     

基于STC89C52单片机的红外光通信装置设计

本系统用红外发光管和红外光接收模块作为数据的收发器件,用来定向传输语音信号。该装置主要分为发射部分、中级转发部分、接收部分组成,用来实现红外光的传输与接收,采用一路数字信道,实时传输发射端环境温度。以STC89C52单片机为控制核心,控制温度传感器采集温度,使显示模块在接收端实时显示,语音信号与数字信号能同时传输。接收模块采用BTL放大电路,较好的实现了对语音传输的放大,成功的完成了红外光通信装置的实现。     

可植入式磁耦合谐振无线电能传输系统研究

本文主要针对小功率的可植入式无线电能传输系统进行研究。基于磁耦合谐振方式下的无线电能传输系统主要有两个部分组成,分别是电能发射部分和电能接收部分。系统是通过高频振荡模块产生高频振荡信号,经由IRF640N和并联谐振回路构成的驱动电路放大后,利用无线电能传输的方式,从发射线圈传输电磁能量,再由接收线圈进行磁能到电能的转化过程,接收端运用整流电路、滤波电路对电能变换处理,最终输出至负载,从而完成电能在整个系统的传输过程。无线传输系统体积小、效率较高、成本低。     

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。     

超声波穿金属无线通信噪声智能抑制方法研究

超声波是面向密闭金属腔体内外间进行无线通信时一种较为理想的信息传输媒介,回波是超声波穿金属无线通信系统的主要噪声来源。针对现有超声波穿金属无线通信系统中回波消除技术的局限,该文引入深度学习方法来实现一种新的回波消除技术方案进行通信接收端信号信噪比的改善。搭建了由摄像头、发射端FPGA、发射端超声换能器、金属铝块、接收端超声换能器和接收端FPGA组成的试验型超声波穿金属无线通信系统,作为信道的铝块其厚度为50 mm,基带频率为10 MHz。使用全卷积时域音频分离网络对超声波穿金属通信系统接收端的信号进行盲源分离,模型经过45次训练后较好实现了去除混合信号中的无用噪声而增强超声波信号的信噪比,在通信速率2 Mbps条件下实现了13.57 dB的SDR提升量和39.70 dB的SI-SDR提升量。     

基于相位偏移量的混沌扩频通信方案设计

为充分利用混沌序列的高保密性和抗截获性,设计一种基于相位偏移量同步的混沌扩频通信方案。系统的发送端采用数据帧格式,定时地将混沌扩频序列的相位偏移信息通过差分混沌相移键控的方式发送到接收端,接收端通过比较本地序列与接收序列的相位差,加速或延缓本地混沌迭代,从而实现非周期扩频序列的同步与解调。仿真实验结果表明,该方案可实现混沌扩频信号在任意时刻的接收与解调,具有较好的抗噪声性能。     

无线电能传输系统的阻抗匹配研究

近年来,磁耦合谐振式无线电能传输系统在各个领域得到了广泛应用.针对无线电能传输系统工作过程中,传输距离改变导致电能传输效率显著下降的问题,提出一种在无线电能传输系统接收端通过阻抗转换,得到负载端的等效阻抗,进行阻抗匹配的方法,使系统在传输距离改变和负载变化时,电能传输效率上下波动减小,达到高频信号从发射端到接收端的高效传输、减少信号反射的目的.通过ADS软件仿真验证,这种方法能使系统在传输距离发生微小变化的情况下,传输效率得到提高.     

电磁干扰环境下的航空通信距离计算

航空通信系统面临的电磁环境越来越复杂。在电磁干扰环境下对视距频段的航空通信距离计算还缺乏系统的定量分析。基于通信质量限定条件下的通信距离与地球曲面特性限定条件下的无线信号传输视距，定义无扰视距、有扰视距、信干噪比距离和信噪比距离等参数的概念，推导了这些参数的计算模型；构建了接收端位于发射端和干扰端之间时最大接收距离的选择流程；仿真分析了最大接收距离与干扰功率、终端高度、干扰端与发射端之间的距离等参数之间的变化关系；得出了相关参数变化时通信距离的变化关系及对应的限定条件，为电磁干扰环境下航空通信距离的计算分析提供手段，为航空通信系统的有效使用提供支持。     

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.     

一种改进的混沌语音保密通信系统

本文基于无刷式直流电机的混沌模型,利用状态观测器实现了发送端与接收端的同步,并且用该混沌模型和状态观测器所产生的数字序列实现待传输语音特征参量的加解密操作,识别结果验证了该混沌保密通信系统的有效性,并且传输语音特征参量的方法也提高了该系统的安全性。     

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.     

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.     

Genesio混沌系统的广义同步控制

本文基于Genesio 混沌系统提出了一种广义同步系统设计方案. 首先, 利用标量输 出信号对发射系统进行迭代变换; 然后利用变换后的系统构造响应系统. 最后, 将该同步系 统应用到保密通讯中. 而且, Hurwitz 稳定性理论保证了广义同步系统的稳定性. 数值仿真 结果表明: 尽管发射系统与响应系统具有不同的结构, 但是它们不仅能够达到广义同步, 而 且信息信号能够精确复现.     

基于多径信道随机延时的物理层全算法

针对无线通信遇到的第三方窃听问题,利用无线通信系统信道多径延时丰富的特征,提出了一种保证物理层安全传输的加密算法。该算法中,数据发送用户根据估计的多径延时信息随机提前符号发送时间,使授权用户的同步位置有较强的多径信号到达,授权接收用户在保持同步状态不变的情况下可以正常接收信息。而窃听用户具有不同的信道多径延时特征,接收到的信号幅度和相位会随机变化,难以进行同步跟踪,因此接收到的符号会产生大量的误码,从而提高授权用户之间的安全传输性能。仿真结果表明,该算法能有效提高窃听方的误码率,提高授权用户通信的安全性,从而可在多径环境中有效保证物理层通信安全。     

基于分数阶陈氏混沌系统的图像加密算法

由于分数阶混沌动力学系统比整数阶系统具有更复杂的动力学特性,且能为图像加密方案提供更多的自由度,基于分数阶陈氏混沌系统,提出了一种图像加密方法。在发送端,驱动系统产生混沌信号,利用混沌信号扰乱明文图像的像素位置,将扰乱后的图像掩盖在混沌信号中,得到传输的密文图像。在接收端,通过同步系统去掩盖,进行像素位置扰乱的逆操作,恢复明文图像。最后对提出的加密算法进行了安全性分析。实验结果表明,该加密算法安全性高,具有良好的研究价值和应用前景     

波形信道的建模与仿真

通信系统总体性能受到失真,噪声和通信信道产生的干扰的显著影响。这严重影响了通信效果。为了评估通信系统的性能．设计和优化发射机的信号处理操作,我们需要对通信信道进行建模和仿真。该文重点介绍了波形信道的建模与仿真中的多径衰落信道的仿真,波形级信道根据噪声,干扰,和其他扰动与被传输信号的结合,在接收机输入端产生一个失真和带噪声的波形信号来定义信道的。     

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MIMO技术的DCSK通信方案的性能分析

MIMO技术在不增加信号带宽和发射功率的情况下,通过在发送端和接收端分别使用多个发送天线和接收天线来抑制信道衰落和噪声。利用MIMO技术的优势,设计了一种基于差分混沌键控（DCSK）的MIMO-DCSK混沌通信方案。针对这一方案,通过进一步的数学推导,得到系统在高斯信道下的理论误码率公式,并在MATLAB环境中进行了仿真验证。理论分析和仿真结果表明：在相同的信噪比条件下,MIMO-DCSK混沌通信系统的误码率比传统DCSK通信系统要小得多。因此,MIMO-DCSK混沌通信方案能够有效改善混沌通信系统的误码性能。     

Electronic locking devices based on microcontrollers and chaotic maps using Model-Matching Control

In this work a real-time communication system using Arduino® microcontrollers, applied to electronic locking devices, is implemented. Model-Matching Control is used to achieve synchronization between transmitter and receiver Arduino® microcontrollers using only one transmission channel. Model-Matching Control is fed with dynamics from both Arduinos. Transmitter Arduino® is used also to generate in real-time an encrypted chaotic code key based on the Chen map. Receiver Arduino® recover in real-time the chaotic code key that is a binary signal key of an electronic locking device and where wireless communication is made between the two Arduinos using Bluetooth modules. System evaluation in terms of performance, randomness, and time complexity, are shown, as well as experimental results and some discussions are presented.