基于混沌理论的信号传输

1目录第一章：绪论..........................................................................................................................................21.1引言:...............................................................................................................................................21.2混沌及混沌的特征........................................................................................................................31.2.1混沌.........................................................................................................................................31.2.2混沌的产生.............................................................................................................................31.2.3混沌的特征.............................................................................................................................41.3混沌通信的现状............................................................................................................................5第二章几种混沌双向混沌保密系统....................................................................................................62.1引言：............................................................................................................................................62.2激光混沌全光双向混沌保密系统................................................................................................62.3基于非相干光反馈双向混沌保密系统........................................................................................72.4基于双向光电混沌保密系统.......................................................................................................8第三章保密通信的方法......................................................................................................................103.1引言..............................................................................................................................................103.2混沌掩盖技术.............................................................................................................................103.3混沌参数调制技术.....................................................................................................................123.4混沌键控技术.............................................................................................................................153.5小结.............................................................................................................................................16第四章结束语......................................................................................................................................17参考文献................................................................................................................................................18致谢：................................................................................................................................................182双向混沌保密通信探究刘盼芸西南大学电子信息工程学院，重庆400715摘要：本文基于双向混沌同步系统，首先阐述了全光双向混沌保密系统、非相干光反馈双向混沌保密系统和光电双向混沌保密系统的结构图和基本原理。在此基础上，我们讨论了双向混沌保密系统的三种保密通信方法：混沌掩盖技术、混沌参数调制技术、混沌键控技术，并给出了三种技术的基本原理和框架图。关键词：混沌保密通信全光非相干光光电InvestigationsonbidirectionalchaoticsecurecommunicationPanyunLiuElectronicalInformationEngineeringCollege,SouthwestChinaUniversity,Chongqing400715,ChinaAbstract:Basedontwo-waychaossynchronizationsystem,thischapterfirstexpoundedthestructureandbasicprincipleofallopticaltwo-waychaoticencryptionsystem,two-waychaoticencryptionsystemofincoherentopticalfeedbackandphotoelectrictwo-waychaoticencryptionsystem.Basedonthis,wediscussedthethreesecretcommunicationmethodsoftwo-waychaoticencryptionsystem:chaosmaskingtechnology,chaosparametermodulationtechnology,andchaoskeyingtechnology.What’smore,wepresentedthebasicprincipleandframe-chartofthethreetechnologies.Keywords：chaos;securecommunications;alloptical;incoherentlight;photoelectricity第一章：绪论1.1引言:在科学技术迅速发展，经济全球化快蔓延的今天，信息以其高速，准确，高效传输的优点在当今社会中占据了重要的地位，给人们的生活带来了方便。可是如今商业的、军事的泄密问题层出不穷，黑客也不断地威胁着计算机网络的安全，加密技术通常都是采用软件来实现的，可是软件加密技术的程度取决于其计算方法的复杂度，这样的保密性能就不够完备。1990年，在美国海军实验室，科学3家Pecora和Carroll通过研究，发现，只要满足一定的条件，当混沌系统实现同步之后，可以实现保密通信，接着，混沌加密技术就成为研究的一个大热点。1.2混沌以及混沌的特征1.2.1混沌混沌现象是在非线性系统中出现的一种有具有确定性的、类随机的过程。它具有非周期、有界、不收敛等特性，值得提出的一点是，混沌现象对于初始条件极敏感，根据它的这个非常特别的性质，人们把混沌用于多址通信；混沌现象还具有类噪声特性，由此可提高通信系统的保密性能；混沌信号可以准确地再生，在信号的传送中用于混沌掩盖，在信号的接收中用于信号的恢复。混沌保密通信的基本思想是：把混沌信号作为信号传输的载波，将传输信号隐藏在混沌载波之中，也就是所说的混沌掩盖，或者是利用符号动力学分析，赋予不同的波形以不同的信息序列，从而利用相关属性及特性，在接收端解调出所传输的信号，这也就是信号的恢复。因此，整个系统实现的关键是收发双方的混沌同步。相同的初始值是双方的混沌序列发生器同步的前提。1.2.2混沌的产生随着混沌理论在各个领域愈来愈广泛的发展和应用，混沌的发展和研究成了本世纪最热门的话题之一，因此，混沌信号是如何的形成的，就引起了人们的兴趣，成了热门话题，也成为人们重点研究的对象。Logistic映射、Lorenz映射及Hénon映射等都是人们建立的多种混沌系统的模型。在实现信号产生方面，目前主要有下面几种形式:(1)最早、最系统、文献最丰富的一种方式是用模拟电路产生混沌信号。用模拟电路产生混沌信号方式的主要构成是储能元件和运算放大器。比如说，由K1M1Cuomo设计的Lorenz映射的混沌产生电路是利用模拟电路产生混沌信号，有名的蔡氏电路以及由A1S1Elwakil等设计的产生混沌振荡电路[1]也就是利用这种思想来设计的。这类系统的基本原理是：利用储能元件电容、电感以及运算放大器等元件来设计混沌信号产生电路，利用微分形式成立混沌模型。这种构成方式的最主要优点就是实时性好，但缺点是对器件的精密度要求比较高，构成系统的复杂度也较高。4(2)根据混沌映射差分模型的公式，用数字电路产生混沌信号。数字电路中我们曾经学习过，利用移位寄存器能够很方便地实现差分运算，由这个性质，可实现混沌信号的产生。用数字电路产生混沌信号的主要优点是可以直接得到二进制信号，且电路构成简单、有较低的系统复杂度。(3)用软件产生混沌信号。由于混沌信号的模型构成简单，且多利用差分的形式给出，那么我们就可以利用软件，