混沌键控通信系统

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新型的CD-DCSK混沌键控保密通信系统

ＮｅｋｎｆＣＤ－ｗｉｄｏＤＣＳｃｏｈｆｅｉｇＫｈａｓｓｉｔｙｎｋ
ｓｃｅｃｍｍｕｎｉａｉｎｙｔｍｅｕｒｏｃｔｏｓｓｅ
Ｚｏｇ，ＨＵＹｎＷＡＮＪａｎｎ，ＤＩｕＧ —ａ，ＮＧＱｎｉ－
ｆ．ｅｌｎｊｎｒｖｎｅＫｙＬｂｏｅｉ — ｄｃｔｎｆｒｌｔｎｃｎｉｅｒｇＨｉｎａｇｉｒｔ，ａｂｎ１０８，ｈｎ；１ＨｉｇｉｇＰｏｉｃｅａ．ｆｎｏＥｕａｏｅｒｉＥｇｎｅｉ，ｅｏ￣ｉｖｓｙＨｒｉ５００ＣｉａｏａＳｒｉｏＥｃｏｎｌｎＵｎｅｉ２ＣｉａｅｃｍＣｒｏａｏｉｔｅｌｎｊｎｒｎｈＨａｂｎ１００，ｈｎ）．ｈｎｌｏｏｐｒｔｎＬｍｉｄＨｉｇａｇａｃ，ｒｉ５０１ＣｉａＴｅｉｅｏｉＢ
ｉｇｓｈｍｅ．ｅｎｉ，ｈｓｎｗｏｎｃｅｓＭａｗｈｌｔｉｅｃｍｍｕｉａｉｎｓｈｍｅｐｒｅｔｃｉｖｄｔｅｓｃｅｙｔａｓｓｉｎｏｇｉｎ１ｅｎｃｔｃｅｅｆｃｌａｈｅｅｈｅｒｃｒｍｉｓｆｉｏｙｎｏｍａｅｓａ．ｇＴｅｅｏｅｉＣｅｃｅｒｅｎｔａｉｅｓｓｅｉｒａｉａｌｎａｉｈｓｃｒｔ．ｈｒｆｒ，ｔａｂｌａｌｓｅｔｈｓｎｗｙｔｍｅｌｂｅａｄｈｓｇｅｕｉｎｙｈｔｓｚｈｙＫｅｒｓｃａｓｄｇｔｌｏｙｗｏｄ：ｈｏｉｉｍｍｕｉａｉｎｃａｓｓｉｅｉｇＣＤ— ａｃｎｃｔ；ｈｏｈｆｋｙｎ；ｏｔＤＣＳＫ；ｍａｅｅｃｙｔｎｉｇｎｒｐｉｏ

混沌键控通信系统设计80585954

混沌键控通信系统设计80585954邮电大学毕业设计（论文）设计（论文）题目：认知无线电中合作频谱感知方法的研究摘要随着无线通信业务的快速增长，日益增长的频谱需求与有限的频谱资源之间的矛盾已成为制约无线通信发展的主要瓶颈之一。

而频谱感知是构建认知无线电系统的前提之一，所以认知无线电中合作频谱感知方法的研究就显得尤为重要，论文重点研究认知无线电中的频谱感知技术，主要内容有:本文首先介绍了认知无线电的基本概念，全面总结已有认知无线电频谱感知技术的原理、特点和性能。

其次还详细的分析认知无线电的国内外研究现状及关键技术。

详细阐述了频谱感知技术的研究现状和概念，并指出了目前频谱感知研究工作中受到关注的一些主要问题，围绕这些问题进行了深入研究。

针对认知无线电中经典频谱感知算法（能量检测、算术几何平均、信号特征值子空间、最大特征值检测）存在不同程度缺陷的问题，为了进一步提高频谱感知算法的检测性能，提出了基于信号主分量提取的合作频谱感知算法PCA(Principal Component Analysis)感知。

该算法在认知无线电系统对于已授权用户(Licensed User, LU)信号不具备任何先验条件的应用场景下，仅利用接收信号协方差矩阵特征值及特征向量的检测器。

在依据接收信号信噪比最大化的设计准则和约束条件下，能基于特征值和特征向量的、具有最优检测性能的合作频谱感知检测变量，即构建基于接收信号的主分量（principal component）的合作频谱感知最优全局检测变量融合方案，实现非相关检测方式下的最优频谱感知性能。

仿真结果表明该算法方案能够显著地改善认知无线网络的协作频谱感知性能。

【关键词】认知无线电频谱感知能量感知合作式感知信号检测ABSTRACTWith the rapid growth of wireless communications business, the increasing spectrum demand and the contradiction between the limited spectrum resources has become one of the main bottleneck restricting the development of wireless communication. the thesis focuses on the cognitive radio spectrum sensing technology, the main contents are as follows:And, in view of the key technologies to realize cognitive radio has carried on the exploration from the theory, analyses the energy test in the ideal and fading channel environment perception of authorized user signal performance and the shortage of multiple cognitive user collaboration awareness and diversity reception technology into energy, an improved algorithm is put forward. Improved spectrum sensing algorithm preserves the energy test both the characteristics of easy to implement and without a priori information, and can effectively improve the reliability of detection. Respectively under the environment of the channel performance simulation and analysis.Aiming at classical spectrum sensing algorithm in cognitive radio (energy detection, geometric average arithmetic, signal subspace, maximum eigenvalue detection) problems existing defects of different level, in order to further improve the detection performance of spectrum sensing algorithm, is proposed based on cooperative spectrum sensing signal Principal Component extraction algorithm of PCA (Principal Component Analysis).The algorithm in cognitive radio system for authorized users (Licensed User, LU) signal does not have any prior conditions of application scenarios, only based on the received signal covariance matrix eigenvalue and eigenvector of the detector. In according to the design of the received signal SNR maximization criterion and constraint conditions, can be based on the eigenvalue and eigenvector with optimal detection performance of cooperative spectrum sensing variables, namely the building of the brain that receives signals based on principal component (principal component), the optimal global cooperative spectrum sensing detection variable fusion schemes, and realize the related detection under the way of the optimal spectrum sensing performance. The simulation results show that the algorithm scheme can significantly improve the cognitive wireless network collaborative spectrum sensing performance.【Key words】Cognitive radio Spectrum perception Energy awareness Collaborative perception cover optimization目录前言目前，由于各类多媒体技术越来越普遍应用于生活，无线用户数量急剧增加，使可利用的频谱资源稀缺。

增强型调频差分混沌键控通信系统性能分析

ｗｔｅｐｃｏｔｅｉｌｍｅｔｔｎｉｓｅａｄｍｕｈｒｓａｃｆｒｈｓｂｅｅｏｅｏｔｅｓｕｙｏＭ— ＳｉｒｓｅｔｔｈｍｐｅｎａｉｓｕｎｃｅｅｒｈｅｆｔａｅｎｄｖｔｄｔｈｔｄｆＦＤＣＫ．ＡｎｈｏｏｅｈｎｅＭ— ＣＳｓｐｏｏｅｎｔｅｐｐｒｈｆｃｓｏｒｅｓｓｍｈｒｃｅｓｓｃｓｔｅｓｍｐｅｎｏｅｂｔｔｅｎａｃｄＦＤＫｉｒｐｓｄｉｈａｅ．Ｔｅｅｆｔｆｈｅｙｔｃａａｔｒｕｈａｈａｌｓｉｎｉ，ｈｅｔｅｂｔｉｎｙｏｎｕｙｃｃｅａｅａ￣ｙｅｉｎｏｅｓｍｂｌａｄｄｔｙｌｒｎｚｄ，ａｄｔｅｔｅｒｓｐｏｅｙｓｍｕａｉｎｓｎｈｈｏｙｉｒｖｄｂｉｌｔ．ｏＫｅｒｓｃａｓｃｍｍｕｉａｉｎ，ＦＤＣＫ，ｔｎｍｉｅｅｅｅｃｙｔｍ，ＵＷＢｙｗｏｄ：ｈｏｏｎｃｔｏＭ— Ｓｒｓｔｄｒｆｒｎｅｓｓａｔｅ
第３３卷第１期
２１００年３月
南京师大学报（自然科学版）
ＪＵＮＬＯＡＪＧＮＲＬＵＩＥＳＴＮｔｒｌｃｎｅＥｉｏ）ＯＲＡＦＮＮＩＯＭＡＮＶＲＩＹ（ａａＳｉｃｄｔｎＮｕｅｉ
Ｖ０．．１３３Ｎｏ１Ｍａ，０１ｒ２０
ｃａｔｉａ，ＦｅｕｎｙＭｄｌｉｉｅｅｔｌＣａｓＳｉｅｉ（Ｍ— ＣＫ）ｉａｒｂｓｎｎｃｈｒｎｔｈｉｕｈｏｃｓｎｌｒｑｅｃｏｕｔｎＤｆｒｉｈｏｈｆＫｙｇＦＤＳｉｇａｏｆｎａｔｎｓｕｔｏ—ｏｅｅｔｅｎｅｏｃｑ

混沌键控数字保密通信研究新进展

混沌键控）保密通信系统，其性能要优于传统的键控方法。对今后混沌键控保密通信技术的问题作了概括，对混沌系统中的同步与传输技术以及混沌通信实用化需解决的若干问题进行了讨论，并展望了混沌键控保密通信
的发展趋势。
关键词：数字保密通信；混沌键控；相关延迟一差分混沌键控
ｓｍｍａｉｅｕｒｄ，ｄｓｕｓｎｙｃｒｎｚｔｏｎｒｎｍｉｓｏｅｈｏｏｙｉｈｏｙｔｍｓｗｅｌａｏｚｉｃｓｉｇＳｎｈ０ｉａｉｎａｄｔａｓｓｉｎｔｃｎｌｇｎｃａｓｓｓｅａｌｓｓｍｅ
中图分类号：Ｔ９８Ｎ１
文献标识码：Ａ
文章编号：２９—０Ｘ２１）１０４７０５８（０００— ８— ０００
ＣｈｏｈｆｙｎｇｔｌＳｃｅｍｍｕｉａｉｎＲｅｅｒｈａｓＳｉｔＫｅｉｇＤｉｉｅｒｔＣｏａｎｃｔｏｓａｃ
口
又可以掩盖数字信争。。，混沌掩盖的其中一种途径就是直接将信息叠加在噪声般的混沌信号上。解调时，解调器需要重新产生混沌信号，这种方法虽然简单，但是在重建混沌信号的过程中，需要很好的鲁棒性同步电路，同时当受外界的噪声干扰时，
ｃｎｅｒｒｎｒｄｃｄ，ｉｃｕｉｇｔｅｒｅｔｙａｓａｅｉｔｏｕｅｎｌｄｎｈｏｙ，ｄｓｇｄａｅｅｒｈｈｔｐｔｏ，ｓｖｒｌｓｃｅｏｅｉｎｉｅ，ｒｓａｃｏｓｏｓｎｗｅｅａｅｒｔｃｍｍｕｉｎ—

近代物理实验混沌通信----实验报告

近代物理实验——混沌电路及其在加密通信中的应用预习报告：随着计算机的普及和信息网络技术的发展，数据通信的安全性问题引起了普遍的关注。

混沌信号所具有的对初始条件的敏感性、非周期性、似随机性和连续的宽带能谱等待点，非常有利于在加密通信系统中应用。

本实验利用蔡氏电路产生混沌信号，并利用混沌信号进行加密通信实验。

此外，还可以利用计算机和网络进行基于一维时空混沌的语音加密通信实验。

蔡氏电路虽然简单，但具有丰富而复杂的混沌动力学特性，而且它的理论分析、数值模拟和实验演示三者能很好地符合，因此受到人们广泛深入的研究。

自从1990年Pecora和Carroll首次提出混沌同步的概念，研究混沌系统的完全同步以及广义同步、相同步、部分同步等问题成为混沌领域中非常活跃的课题，利用混沌同步进行加密通信也成为混沌理论研究的一个大有希望的应用方向。

我们可以对混沌同步进行如下描述：两个混沌动力学系统，如果除了自身随时间的烟花外，还有相互耦合作用，这种作用既可以是单向的，也可以是双向的，当满足一定条件时，在耦合的影响下，这些系统的状态输出就会逐渐趋于相近，进而完全相等，称之为混沌同步。

实现混沌同步的方法很多，本实验介绍利用驱动响应方法实现混沌同步。

实验电路如图1所示。

图1由图中所见，电路由驱动系统、响应系统和单向耦合电路3部分组成。

其中，驱动系统和相应系统两个参数相同的蔡氏电路，单向耦合电路由运算放大器组成的隔离器和耦合电阻构成，实现单向耦合和对耦合强度的控制。

当耦合电阻无穷大（即单向耦合电路断开）时，驱动系统和响应系统为独立的两个蔡氏电路，分别观察电容C1和电容C2上的电压信号组成的相图U c1−U c2，调节电阻R，使系统处于混沌状态。

调节耦合电阻R c，当混沌同步实现时，即U c(1)−U c(2)，两者组成的相图为一条通过原点的45°直线。

影响这两个混沌系统同步的主要因素是两个混沌电路中元件的选择和耦合电阻的大小。

基于差分混沌键控的空间光通信系统及其保密性分析

第49卷第S1期红外与激光工程2020年7月Vol.49No.S1Infrared and Laser Engineering Jul.2020基于差分混沌键控的空间光通信系统及其保密性分析郭锐强1,2,3，李珉3*，吴君鹏4，刘鑫1，魏子康2(1.长春工业大学人文信息学院，吉林长春130122；2.长春理工大学电子信息工程学院，吉林长春130022；3.长春大学中俄学院，吉林长春130022；4.东北电力大学电气工程学院，吉林吉林132012)摘要：自由空间光通信(FSO)是一种通过激光在无需光纤的情况下实现双向信息传输的通信系统。

它具有带宽宽、保密性好、抗干扰性强、无需频率申请、体积小、功耗低等特点。

尽管FSO通信系统有较高的安全性，但波束溢出还是会威胁到通信的安全，在通信中采用混沌加密的方式可有效地提高系统的安全性。

采用差分混沌键控(DCSK)的Gamma-Gamma湍流模型来提高FSO通信系统的安全性，推导了系统误码率的表达式。

通过空间信道图像数据的传输，对接收到的数据进行统计直方图、像素相关性和明文敏感性分析，结果表明系统具有很好的保密性能。

关键词：自由空间光通信；Gamma-Gamma湍流模型；差分混沌键控中图分类号：TN929.12文献标志码：A DOI：10.3788/IRLA20200207Space optical communication systems based on differentialchaotic keying and its security analysisGuo Ruiqiang1,2,3,Li Min3*,Wu Junpeng4,Liu Xin1,Wei Zikang2(1.College of Humanities&Information Changchun University of Technology,Changchun130122,China;2.School of Electronic Information Engineering,Changchun University of Science and Technology,Changchun130022,China;3.China-Russia Institute,Changchun University,Changchun130022,China;4.School of Electronic Engineering,Northeast Dianli University,Jilin132012,China)Abstract:Free space optical communication(FSO)is a communication system that realizes two-way information transmission through laser without optical fiber.It has the characteristics of wide bandwidth, good confidentiality,strong anti-interference,no frequency application,small size and low power consumption.Despite the high security of the FSO communication system,beam overflow still threatens the security of the communication.The use of chaotic encryption in communication can effectively improve the security of the system.In this paper,the differential chaos keying(DCSK)Gamma-Gamma turbulence model was used to improve the security of the FSO communication system,the expression of the system bit error rate was derived.Through the image data transmission of spatial channel,and the收稿日期：2020-04-07；修订日期：2020-05-21基金项目：吉林省教育厅科研项目(JKH20180440KJ)作者简介：郭锐强(1983-)，男，高级实验师，博士，主要从事无线光通信与光信息对抗技术方面的研究。

混沌控制理论及其在工程中的应用

混沌控制理论及其在工程中的应用混沌控制理论及其在工程中的应用混沌控制理论是一种新兴的控制理论，它在工程中的应用正在逐渐展开。

混沌控制理论的提出源于对混沌现象的研究，混沌现象是指复杂系统中的无序、不可预测的行为。

混沌控制理论的目的是通过控制手段将混沌系统的行为转化为需要的有序、可控的状态。

混沌控制理论的应用领域非常广泛，包括电力系统、通信系统、交通系统等。

在电力系统中，由于负荷变化和电力设备的工作状态不稳定，系统可能出现频繁的电压波动，影响电力供应的质量。

混沌控制理论可以通过控制电力系统中的参数来减小电压波动，提高电力供应的质量。

在通信系统中，由于信道噪声和多径效应等因素的影响，信号可能会被干扰或衰减，导致通信质量下降。

混沌控制理论可以通过调节信号的频率和幅度来降低信号的干扰和衰减，提高通信质量。

在交通系统中，由于路况变化和车辆流量的变动，交通流可能会出现拥堵和事故等问题。

混沌控制理论可以通过调节交通信号灯的时序和车辆排队的顺序来缓解交通拥堵和减少交通事故。

混沌控制理论的核心思想是利用混沌现象的特性，通过控制参数的调节来实现对系统的控制。

混沌现象具有高度的敏感性和非线性特性，这使得混沌系统的行为在很大程度上是不可预测的。

然而，正是这些特性使得混沌控制理论能够通过微小的调节来实现对系统的控制。

混沌控制理论的基本原理是通过正反馈回路来引入混沌现象，然后通过控制参数的调节来控制系统的行为。

通过不断的试验和调整，可以找到合适的参数值，使得系统的行为变得有序、可控。

混沌控制理论在工程中的应用还处于起步阶段，但已经取得了一些重要的成果。

例如，混沌控制理论在电力系统中的应用已经取得了一定的成功，可以有效地降低电压波动，提高电力供应的质量。

在通信系统中，混沌控制理论可以有效地降低信号的干扰和衰减，提高通信质量。

在交通系统中，混沌控制理论可以缓解交通拥堵和减少交通事故。

随着混沌控制理论的不断发展和完善，相信其在工程中的应用会越来越广泛。

差分混沌相移键控通信系统的改进

ＤｉｅｅｔａａｔｃＰａｅＳｉｙｐｏｅｅｔｆｒｎｉｌＣｈｏｉｈｓｈｆＫｅｉｇＣｏｔｎｃｔｙｔｍｍｒｖｍｎｓｏ
ＬｕＹｕｎｕｎｉａｙａ
（ｌｃｒｎｃｎｆｒｔｎＥｇｎｅｉｆｅｅＵｉｒｉ，ａｄｇ０１０，ｈａＥｅｔｉａｄＩｏｍａｉｎｉｅｒｇｏｂｉｎｅｓｙＢｏｉ７２Ｃｉ）ｏｓｎｏｎＨｖｔｎ０ｎ
ＡｂｔａｔＩｒｅｌｈｒｉｒｖｅｂｎｗｉｔｆｃｅｃｆｈｈｏｉｃｍｍｕｉａｉｎｓｓｅｔｅｅｉｉｇｄｆｒｎｉｌｓｒｃ：ｎｏｄｒｏｆｒｅｔｌｔｍｐｏｅｔａｄｄｈｅｉｎｙｏｅｃａｔｏｈｉｔｃｎｃｔｙｔｍ，ｘｓｎｉｅｅｔｏｈｔａ
混沌同步的影响，Ｋｌｍａ等提出了差分混沌键控（ＣＫ［］ｏｕｂｎＤＳ）３，但是在ＤＳＣＫ中，每一个码元周期内，只有一半的时间在传送数据，其数据传输效率只有其他二进制系统的一半［］４。在［］５中一种多进制混沌键控调制方案（ＣＳ）ＤＰＫ被提出，每符号传送的信息提高为ｌｇＭ个比特，相对于ＤＳ，不同Ｍｏ。ＣＫ，性能有不同的提高。在文献［］６中作者提出一种新的ＤＳ和ＤＰＫ相结合的混沌通信系ＣＫＣＳ统，每符号包含的信息比特提高为１ｌｇＭ＋ｏｚ。本文提出一种ＤＰＫＣＳ的改进方案，单位符号内传送更多的比特信息，提供更快的传输速率，并且在高斯信道中经过仿真，误码率性能和ＤＰＫ近。其ＣＳ相二、分混沌相移键控（ＣＳ — — ＤｆｅｅｔａｃａｓＰａｅ差ＤＰＫｉｆｒｎｊＩｈｏｈｓ

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编号：审定成绩：重庆邮电大学毕业设计（论文）设计（论文）题目：认知无线电中合作频谱感知方法的研究学院名称：通信学院学生姓名：于兰兰专业：广播电视工程班级：0151003班学号：2010210614指导教师：刘占军副教授答辩组负责人：填表时间：年月重庆邮电大学教务处制摘要随着无线通信业务的快速增长，日益增长的频谱需求与有限的频谱资源之间的矛盾已成为制约无线通信发展的主要瓶颈之一。

其次还详细的分析认知无线电的国内外研究现状及关键技术。

详细阐述了频谱感知技术的研究现状和概念，并指出了目前频谱感知研究工作中受到关注的一些主要问题，围绕这些问题进行了深入研究。

仿真结果表明该算法方案能够显著地改善认知无线网络的协作频谱感知性能。

想要挖掘更多的无线频谱资源成为热点研究。

美国联邦通信委员会的研究报告指出，造成现有频谱资源紧缺的主要因素包括不合理的频谱管理及不良的分配策略。

固定分配频谱是现阶段各类频谱管理部门最常见的分配方式，即将无线频谱分成固定大小的频谱块。

通过使特定无线频谱块与特定无线接入网络一一对应的方式使无线通信系统得到相应的频谱分配。

为了保护频段，频谱管理机构将大小固定的频谱块之间余留一定的间隔，同时获取授权资格的各类运营商对频谱的使用也有固定的期限，当期限截止时，这些频谱块将会被重新指派。

采用固定频谱分配方式虽然利于频谱管理机构管理，但由于无线多媒体技术未来的发展前景是高速化的，而固定分配方式下频谱利用率较低，相互的不适应迫使人们急于采取先进技术努力提高无线频谱的利用效率。

为了努力使无线频谱的利用率提高，人们采用了诸如多天线技术、DIDO（数字输入、分散式输出）技术和链路自适应技术等先进的无线通信领域理论及技术，但提高效果并不理想。

同时研究发现，在广泛的授权频段中，无线频谱利用率极低的部分大多为传播特性良好的低频频谱。

更多实测研究表明，3GHz以下的频段未能充分利用的部分占70%，而3GHz以上的频段则几乎都未被使用。

为了能够克服“频谱空穴”，在空域、时域和频域中更加高效的利用无线频谱，提高利用率。

MITRE公司的Joseph Mitola博士率先提出认知无线电（Cognitive Radio,CR）【1】的概念。

第一章绪论第一节认知无线电的研究意义和背景信息时代的到来，使得无线频谱在现代社会成为不可或缺的的珍贵资源。

无线频谱目前处于主要由国家统一分配授权使用状态。

且一般一个频段只供一个独立的无线通信系统使用。

这一种静态无线频谱的管理方式，简单有效，避免了许多不同无线通信系统之间的相互干扰。

可是这些已经被分配的授权频段和非授权频段中存在频谱资源的利用不平衡。

第一，在整个频谱资源中，授权频谱就占用了很大的一部分，使得很多频段处于空闲的状态；第二，整个频谱资源中，可开放使用的非授权频段只占用很小的一部分，可在频段上的用户却很多，业务量大，这些无线电频谱段，已基本趋于饱和状态。

因此在信息网络和无线移动通信高速发展的现在，频谱资源的匮乏问题就越来越严重。

所以，找寻更佳有效的频谱的管理方式，来充分利用不同时间，不同地域的空闲频谱，用来解决日益增长的频谱需求间的矛盾，成为现在人们不断重视的问题。

为解决以上问题人们现在的基本思路就是尽可能的的不断提高现有的已分配频谱的利用率。

【2】所以，人们提出了认知无线电这一概念。

认知无线电的基本理念是：具备认知能力的无线通信的设备，可依照“伺机（Opportunistic Way）”方式以接入授权的频段内，且动态使用这频谱。