基于Colpitts混沌系统的新型测距算法研究

Chuas混沌同步对噪声比较敏感,导致同步抗噪声能力不理想.为解决这个问题,文中提出采用Colpitts混沌系统作为新型测距算法的研究对象.该算法发射带有正弦信号的混沌信号,混沌同步后,恢复出带有距离信息的正弦信号,通过比较两个正弦信号的初始相位,从而测出目标距离信息.与Chuas相比,Colpitts同步具有较好的单调性和抗噪声能力强的优点,仿真结果验证上述方法的有效性.     

一种利用混沌同步的测控系统测距方法

当前测控系统普遍采用的伪码测距体制中存在距离模糊问题和同步捕获问题,并且两者的性能要求是矛盾的。利用混沌信号的非周期、自同步和良好自相关特性,提出了将连续混沌信号作为测距信号应用于航天测控系统的方法,分析了该体制的工程应用可行性,并进行了仿真试验,给出了改进相关性能的方法。混沌测距方法相对于伪码测距的优势在于,混沌的同步特性能够自动实现测距信号的同步,省略了测距信号的捕获过程;混沌的非周期性消除了距离模糊。连续混沌信号在测控系统中的应用是可行且有优势的。     

用于保密通信系统的混沌自适应逆控制方法

利用自适应逆控制方法设计混沌系统的噪声消除器,实现了混沌掩盖保密通信.针对混沌掩盖保密通信中含有扰动和噪声的混沌加密信号,设计了自适应噪声消除器,有效消除信号传榆中的扰动与噪声,恢复初始的信息信号,从而实现系统的同步.通过MATLAB数值仿真证实了该方法的可行性和有效性.该方法有效克服了通信系统中信道噪声对混沌同步和信息传输的干扰,并且同步速度快,在信道噪声普遍存在的情况下,能够精确传输信息.     

解析解混沌雷达系统的多目标测距

针对传统混沌雷达对多目标测距困难的问题,提出了一种建立在解析解系统上的混沌雷达多目标测距方法。该方法使用解析解混沌系统中的连续信号作为雷达发射信号,并把解析解混沌系统中的二值离散序列经移位寄存器保存在雷达接收端,通过保存的二值离散序列能够准确重构雷达发射信号模板。使用该模板和回波信号进行匹配滤波,通过匹配滤波输出信号的峰值得到待测目标的距离。该方法能够在-10 dB信噪比条件下实现多目标测距,且雷达接收端因为只需保存二值离散信号所以需要的存储空间小,实现过程成本低廉。仿真实验验证了提出方法的有效性。     

纳伏级正弦信号的混沌检测方法研究

提出一种基于混沌理论的纳伏级正弦信号的测量方案，给出了对正弦信号进行混沌检测的原理与方法，仿真实验表明将该混沌检测系统与本文所设计的纳伏级正弦信号发生器相结合，在任何零均值色噪声背景下对微弱正弦信号的检测下限可降至nV级的水平。     

强混沌噪声背景下弱信号检测

提出了一种强混沌噪声中检测微弱正弦信号的新方法。该方法主要利用了数据平滑处理和自适应处理,故在硬件设计上容易实现。计算机仿真实验结果表明：能够比较精确地检测到强混沌噪声中的微弱信号,检测到微弱信号的信噪比可达到-80dB。     

基于正交分解的正弦信号波形恢复

针对正弦信号的检测问题,提出了基于正交分解的一种正弦信号波形恢复方法.该方法对混有噪声的信号进行正交分解,正弦信号能量会集中在最大正交分量上,而噪声能量却被分散到各个正交分量上不会聚集于最大正交分量,提取最大正交分量将得到原正弦信号的无失真传输波形.该方法能改善信噪比,仿真结果验证了其有效性.     

基于正弦曲线的高精度脉冲激光测距时间间隔测量技术

提出了脉冲激光测距中基于多点平均原理的高精度飞行时间间隔测量新方法,该方法以参考正弦信号作为测量基准。在脉冲计数法的基础上,应用多点平均法原理消除由于正弦曲线的非线性产生的时间累积误差,对正弦信号时间进行高精度细分测量。建立了高精度脉冲激光测距系统,利用线性调频技术对参考正弦信号在一个周期内进行伪随机采样,实现高精度时间间隔测量。测距系统原理结构简单、成本低。实验获得的单次距离测量误差稳定在±3mm以内。     

正弦调制的布尔混沌生命探测雷达

提出了一种正弦调制的布尔混沌雷达,该雷达采用正弦波调制的宽带布尔混沌信号作为发射信号,基于混沌相关技术和迈克尔逊干涉原理,可同时实现墙后人体定位和生命信号探测。实验结果表明,穿透20 cm厚的砖墙,人体定位的距离向分辨率和动态范围分别为15 cm和50 dB,呼吸、心跳测量的动态范围分别为50 dB和10 dB。此外,电磁仿真研究了该雷达二维空间定位的抗干扰性能,结果表明其对噪声、线性调频信号和布尔混沌信号具有良好的抗干扰性。     

单跨光纤长距离混沌激光保真传输实验研究

混沌激光在载波通信、密钥分发等信息安全传输领域具有巨大的应用潜力,但放大器自发辐射噪声、光纤色散以及非线性效应会降低混沌信号的保真度,进而限制单跨光纤混沌同步的距离。本文通过研究滤波器线宽、光纤色散补偿偏差以及混沌入纤功率对混沌激光传输保真度的影响,探明了单跨光纤混沌同步的极限距离,并在实验中实现了200 km单跨光纤中保真度为0.9214的混沌信号传输。以此信号为驱动,获得了同步系数为0.9043的共驱混沌同步,为长距离混沌载波通信与密钥分发的实现提供了基础。     

异结构时滞不确定混沌系统的同步/反同步控制及其应用

为了研究具有不同参数的两个不确定时滞混沌系统的同步与反同步控制及在保密通信中的应用,首先对反馈时滞Lorenz混沌系统的系统参数进行重新设计,并引入正弦函数扰动,获得两个具有不同吸引子的时滞混沌系统.采用主动控制方法实现了具有不同参数的时滞混沌系统的同步及反同步控制.为了实现保密通信,将明文信号参与混沌运算,并结合混沌...     

保密通信中稳健差拍同步方法的描述与验证

结合自适应信道盲均衡和离散混沌系统的稳健差拍同步提出了一种存在信道畸变时的离散混沌系统的稳健差拍同步方法.该方法把混沌误差同步作为能量函数,利用进化算法训练递归神经网络完成自适应信道盲均衡,均衡器的输出作为混沌接收器的激励信号,从而在完成信道盲均衡的同时混沌系统达到同步状态.此外,提出了一种利用离散混沌系统稳健差拍同步实现存在信道畸变时的保密通信的方法.     

半导体激光器混沌双向保密通信系统理论研究

提出外部光注入半导体激光器激光混沌全光耦合-反馈同步系统，进行激光器系统稳定性动力学分析并计算出最大Lyapunov指数，导出系统的同步误差扰动方程以及系统有混沌隐藏编码时的同步误差公式和解调公式，数值证明并模拟实现了系统的混沌同步，分析同步瞬态响应和噪声影响，该系统具有较强的抗干扰能力。模拟具有正弦调制信号的调制频率0．2GHz混沌模拟通信和数字信号调制速率0．2Gb／s的混沌数字通信以及调制速率0．05Gb／s混沌键控通信的应用，特别分析了系统解码特性和调制带宽，系统无论是在时域还是在频域，都具有非常好的保密性，该系统可以作为混沌双向保密通信使用。研究表明系统准许在一定范围内可以有参数失配，系统的实际应用是有可能的。     

基于Duffing振子的弱正弦信号检测方法研究

数值仿真发现,通过设置Duffing振子初值和参考信号初相使其满足一定关系,Duffing振子从大周期态向混沌态的转变(正向相变),比较其从混沌态向大周期态的转变(逆向相变),对周期策动力的幅值体现出了更稳健的敏感性.据此,提出了一种利用Duffing振子逆向相变实现弱正弦信号检测的方法,分析了其可行性,并通过仿真与传统的检测方法进行了对比.数据表明,相同条件下,所提检测方法具有更高的检测精度.此外,根据相空间分布特点,提出了一种相轨迹运动状态的判别方法.该判别方法计算量小,并具有较好的实时性,通过仿真验证了该方法的正确性.     

基于时滞不确定Lorenz混沌同步的保密通信

针对一类含保密信息的时延不确定Lorenz混沌系统,提出了基于径向基神经网络的同结构同步控制方案,在混沌系统同步的基础上,有效地恢复出隐藏的多路明文信号。利用神经网络的良好逼近能力对时延Lorenz混沌系统设计鲁棒同步控制器,实现了同步误差的收敛。当同步误差收敛时,混沌系统所传输的隐藏信号则可以正确恢复。仿真结果表明,文章所给出的同步控制器可以在5s内实现时延不确定Lorenz混沌系统同步,并能恢复出多路明文信号。     

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     

基于Chebyshev混沌序列的正交宽带调制解调方法

针对常规的相干解调和非相干解调在水声信道通信中可靠性差的问题,文中提出了一种基于Chebyshev混沌序列的正交宽带调制解调方法。该方法基于海洋水声信道环境与传播特点,采用统计特性接近环境噪声且具有尖锐自相关、宽带特性的Chebyshev混沌序列作为信息载体和同步信号,并利用欧氏距离分类器对接收信号进行非相干分类判决解调。该方法可有效抑制水声信道因多途传播而引起的频率选择性衰落和码间干扰,从而更好地实现低信噪比条件下可靠水声通信。仿真实验证明,在-10 dB以上信噪比环境下,文中所提通信方法在具有多途效应的水声信道上具有良好的通信性能。     

Noise reduction in zero crossing detection by predictive digitalfiltering

A simple combination of nonlinear and linear digital signal processing methods is proposed for efficient noise reduction in zero crossing detectors. The method is very robust against strong impulsive noise, typically encountered in thyristor power converters, where reliable zero crossing detection is required for firing synchronization. A systematic design procedure is described for the proposed filter-based synchronization method, taking into account the specified line frequency tolerance. The fully digital signal processing approach allows compact implementations, and supports flexible interfacing to digital motor control systems     

Theoretical model of optical fiber secure communication system with chaotic multiple-quantum-well lasers

Chaotic synchronization of injected multiple-quantum-well lasers of optical fiber system and a theoretical model of optical fiber chaotic secure communication system are presented by coupling a chaotic multiple-quantum-well laser synchroniza- tion system and a fiber channel. A new chaotic encoding method of chaos phase shift keying On/Off is proposed for optical fiber secure communications. Chaotic synchronization is achieved numerically in long-haul fiber system at wavelength 1.55 μm. The effect of the nonlinear-phase of fiber is analyzed on chaotic signal and synchronization. A sinusoidal signal of 0.2 GHz frequency is simulated numerically with chaos masking in long-haul fiber analog communication at wavelength 1.55 μm while a digital signal of 0.5 Gbit/s bit rate is simulated numerically with c1haos masking and a rate of 0.05 Gbit/s are also simulated numerically with chaos shift keying and chaos phase shift keying On/Off in long-haul fiber digital communica- tions at wavelength 1.55 μm