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《西南交通大学》 2006年
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混沌随机数发生器的设计与应用

冯海涛  
【摘要】:随机数发生器在信息安全、计算机、雷达、遥测遥控、数字通信以及码分多址系统等重要技术领域中具有广泛的应用,是关乎国家科技与信息安全战略的一项极其重要的基础研究。近年来,对高质量高性能随机数发生器的需求与日俱增,该研究领域受到了国内外研究机构和学者的广泛关注。 混沌是非线性动力系统中一种确定的、类似随机的现象。由于混沌动力系统对初始条件和混沌参数的极端敏感性,而能产生大量的非周期、连续宽带频谱、似噪声且确定可再生的混沌信号,因而特别适用于随机数发生器的研究。本文围绕混沌随机数发生器的设计及其在现代通信领域中的应用这一课题,进行了较为广泛深入的研究,主要的研究成果和创新之处包括: 1、分析了几种典型混沌序列(如Logistic、改进型Logistic、Tent、Chebyshev等)的统计特性和噪声特性;用非线性随机信号分析方法研究了混沌序列的量化误差和扩散误差引起的有限精度效应。 2、提出了具有任意概率分布特性的混沌随机数发生器的设计方法;在掌握复杂混沌研究与分析方法的基础上,提出了基于钟控混沌、时空混沌、级联混沌的新型高质量高性能随机数发生器的设计方法。 3、采用面向对象的编程技术,在Delphi软件开发平台上开发了一个随机信号设计与分析软件系统,包括15种传统的随机数发生器、16种混沌随机数发生器、16种常用的随机性测试方法等的实现程序,具备随机数的产生、波形显示、随机性测试、评优等功能。 4、在不牺牲混沌原有的初值和参数敏感性等特性的前提下,充分考虑了有限精度效应对混沌序列的影响问题,并以级联Logistic混沌系统的FPGA实现为例,探索了一条经济、有效的混沌随机数发生器的可编程IC设计途径。 5、根据混沌序列天然的非线性、遍历性、初值敏感性、类噪声性、最终不可预测性等特性,利用混沌噪声替代传统雷达干扰噪声,研究了混沌噪声宽带干扰技术、混沌噪声调幅干扰技术、混沌噪声调频干扰技术和混沌噪声调相干扰技术;在对最佳压制干扰信号和混沌信号特征的研究基础上,提出了基于经典混沌和时空混沌的最佳压制干扰技术;理论分析和实验结果表明,上述几种混沌噪声干扰技术都能有效地干扰线性调频脉冲压缩雷达。 6、在对跳频序列和混沌序列的特征研究基础上,针对目前基于低维混
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP346

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 王琪;邹向阳;胡巍彪;;雷达干扰训练器噪声干扰源的设计[J];自动化仪表;2012年11期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 李家杰;基于攻击安全的真随机数生成算法的研究和应用[D];电子科技大学;2011年
2 王姣姣;混沌序列去噪与非线性系统的同步研究[D];电子科技大学;2011年
3 郝剑;时空混沌PN码设计及其在CDMA系统中的应用研究[D];西安理工大学;2007年
4 霍凤斌;混沌模拟退火算法在储层参数反演中的应用[D];成都理工大学;2007年
5 王宏杰;随机数的在线测试与后续处理[D];太原理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄谆,周涛,白国强,陈弘毅;一种基于混沌的真随机源电路[J];半导体学报;2004年03期
2 俞俊,沈海斌,严晓浪;基于混沌的高速真随机数发生器的设计与实现[J];半导体学报;2004年08期
3 骆文,甘良才;一种组合映射产生混沌跳频序列的方法[J];电波科学学报;2001年03期
4 陈春,甘良才;短波混沌跳频码的FPGA实现[J];电波科学学报;2002年06期
5 蔡颖,张家树;一种新型钟控混沌跳频序列构造方法[J];电波科学学报;2004年02期
6 米良,朱中梁;一种基于Logistic映射的混沌跳频序列[J];电波科学学报;2004年03期
7 凌聪,孙松庚;Logistic映射跳频序列[J];电子学报;1997年10期
8 甘良才,吴燕翔;一类混沌映射产生跳频序列的方法[J];电子学报;2000年04期
9 陈勇,凌聪;混沌跳频序列发生器的FPGA实现[J];电子学报;2001年07期
10 俞杰,郝永刚,任勇,山秀明;一种新的混沌编码脉压雷达信号[J];电子学报;2001年12期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 张家树;混沌信号的非线性自适应预测技术及其应用研究[D];电子科技大学;2001年
2 张传武;细胞自动机在密码学中的应用研究[D];电子科技大学;2003年
3 谢红梅;基于混沌理论的信号处理方法研究[D];西北工业大学;2003年
4 甘建超;混沌信号处理在雷达和通信对抗中的应用[D];电子科技大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 冯艳;一种产生随机数新方法的研究与实现[D];北京工业大学;2002年
2 薛英花;高速数字物理噪声源设计[D];华北工学院;2002年
3 俞俊;数模混合SoC/IP——基于混沌的真随机数发生器的设计与实现[D];浙江大学;2004年
4 杨盛光;片上真随机数发生器的研究[D];合肥工业大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程淑玉;;基于元胞自动机的SA动态演化模型的构建[J];安徽科技学院学报;2008年01期
2 ;Asymptotic Solutions to a Nonlinear Climate Oscillation Model[J];Atmospheric and Oceanic Science Letters;2008年01期
3 王云峰;沈海斌;严晓浪;;混沌随机数发生器的设计[J];半导体学报;2005年12期
4 周童;周志波;喻明艳;叶以正;;一种基于混沌的鲁棒低功耗真随机数发生器(英文)[J];半导体学报;2008年01期
5 沈颖,顾红,苏卫民,刘国岁;基于精确混沌映射的噪声雷达信号产生器分析[J];兵工学报;2000年02期
6 单志超;林春生;向前;;海浪水压场的部分解耦Volterra自适应混沌预测[J];兵工学报;2009年03期
7 王海燕;申晓红;相敬林;姜喆;;具有舰艇“声纹”标志的水中目标敌我识别方法[J];兵工学报;2010年09期
8 王姣;;跳频序列设计的研究现状及发展方向[J];中国传媒大学学报(自然科学版);2007年01期
9 王颖;陈禾;;细胞自动机在VLSI测试中的应用[J];北京理工大学学报;2007年05期
10 任帅;杨先文;;数字图像保密系统的嵌入式设计与FPGA验证[J];北京联合大学学报(自然科学版);2011年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 何松柏;王琪贤;周尚波;;混沌跳频无线通信研究[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
2 蔡颖;张家树;;一种改进的变结构混沌序列性能分析[A];第十一届全国信号处理学术年会(CCSP-2003)论文集[C];2003年
3 党建亮;张家树;;基于支持向量机的混沌跳频码预测[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
4 单梁;李军;王执铨;;时空混沌序列在语音保密通信中的应用[A];江苏省自动化学会七届四次理事会暨2004学术年会青年学者论坛论文集[C];2004年
5 谢玲;甘良才;;基于Logistic映射的短波跳频序列性能分析及FPGA实现[A];武汉市首届学术年会通信学会2004年学术年会论文集[C];2004年
6 丁珽;;基于选择性加密算法的一种新视频流部分加密算法[A];海南省通信学会学术年会论文集(2005)[C];2005年
7 来嘉哲;刘红娅;;基于FPGA的雷达信号伪随机编码器设计[A];第三届全国嵌入式技术和信息处理联合学术会议论文集[C];2009年
8 蒲兴成;汪纪锋;郑继明;;基于改进相空间重构理论的股票价格混沌预测[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
9 甘维明;李风华;;两个基于非线性动力学预测模型的海洋混响环境下信号检测方法比较[A];2007年全国水声学学术会议论文集[C];2007年
10 王宏伟;顾宏;;混沌系统的快速模糊控制算法[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 罗启彬;基于混沌理论的遥测信息安全技术研究[D];中国工程物理研究院;2009年
2 蔡智富;脉压雷达信号的识别与参数估计算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 李建平;面向异构数据源的网络安全态势感知模型与方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 雷亚辉;水下目标的时间反转法声探测技术应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 苏晓宏;海杂波的特性分析与目标检测处理[D];大连海事大学;2010年
7 卜云;混沌时间序列自适应预测算法研究[D];电子科技大学;2010年
8 魏恒东;混沌直扩信号检测与混沌同步研究[D];电子科技大学;2010年
9 包浩明;混沌理论在保密通信系统的应用研究[D];大连海事大学;2011年
10 张峻峰;宽带无线通信系统中小区间干扰控制算法研究[D];北京邮电大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李娅;基于混沌理论的电力谐波检测研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李本军;港口散粮接收发放作业与中转仓容关系研究[D];河南工业大学;2010年
3 段志梅;基于混沌理论的话务量时间序列预测研究[D];昆明理工大学;2008年
4 于波;基于参数扰动超混沌的井下定位通信防碰撞方案[D];烟台大学;2010年
5 罗洪军;混沌时间序列预测分析及在转子剩余寿命预测研究[D];五邑大学;2010年
6 牛欣欣;随机数矩阵加密数据库的方法研究[D];山东大学;2010年
7 郭兰英;建设项目全生命环保投资混沌估算方法研究[D];石家庄铁道学院;2010年
8 曹赟;基于混沌的图像加密算法的研究及硬件实现[D];东华大学;2011年
9 刘思怡;跳频信号预测与混沌同步的研究[D];电子科技大学;2011年
10 刘山鸣;无线跳频保密传输技术的研究[D];西安电子科技大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄谆,周涛,白国强,陈弘毅;一种基于混沌的真随机源电路[J];半导体学报;2004年03期
2 俞俊,沈海斌,严晓浪;基于混沌的高速真随机数发生器的设计与实现[J];半导体学报;2004年08期
3 韩军,曾晓洋,汤庭鳌;DES密码电路的抗差分功耗分析设计[J];半导体学报;2005年08期
4 王云雄;翁贻方;郑德玲;;混沌的复杂度研究方法和Logistic映射分析[J];北京工商大学学报(自然科学版);2006年02期
5 于银辉,王玥;混沌扩频序列的产生及其在CDMA中的应用[J];吉林大学学报(信息科学版);2004年01期
6 谭建明,丘水生,吴敏;基于混沌映射的图像保密通信系统及软件实现[J];电路与系统学报;2002年03期
7 王云专,张宝金,王秀娟,周淑华;储层参数对AVO响应的影响[J];大庆石油学院学报;1999年03期
8 万艳;林晓伟;李炜;郑学仁;冯禀刚;;真随机数发生器芯片的设计[J];大众科技;2006年02期
9 周红,凌燮亭;有限精度混沌系统的m序列扰动实现[J];电子学报;1997年07期
10 周红,罗杰,凌燮亭;混沌非线性反馈密码序列的理论设计和有限精度实现[J];电子学报;1997年10期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 安鸿伟;混沌动力学与地震油储信息检测方法[D];成都理工大学;2002年
2 赵小梅;混沌预测与混沌优化理论与算法研究[D];浙江大学;2002年
3 张传武;细胞自动机在密码学中的应用研究[D];电子科技大学;2003年
4 孙鹏远;多属性AVO分析及弹性参数反演方法研究[D];吉林大学;2004年
5 甘建超;混沌信号处理在雷达和通信对抗中的应用[D];电子科技大学;2004年
6 邓绍江;混沌理论及其在信息安全中的应用研究[D];重庆大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯凯锋;量子密钥分发系统和量子随机数发生器[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2002年
2 叶世芬;安全芯片物理防护研究[D];浙江大学;2005年
3 曾敏;混沌模拟退火在脑电偶极子定位问题中的应用[D];电子科技大学;2005年
4 杨歆;基于混沌的混合优化算法研究[D];电子科技大学;2005年
5 冯玉蓉;模拟退火算法的研究及其应用[D];昆明理工大学;2005年
6 张健;基于混沌的频率测量方法及仿真研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
7 亓民勇;模拟信号随机性测试技术的研究与应用[D];中国人民解放军信息工程大学;2005年
8 李红芳;混沌遗传算法与结构优化设计[D];天津大学;2004年
9 霍志勇;基于DDS的雷达扫频信号产生系统研究[D];西安电子科技大学;2005年
10 蒋国庆;混沌理论用于经济预测研究[D];南京信息工程大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 李鹏;邹向阳;董杨波;;基于m序列叠加DDS信号源的设计与实现[J];装备制造技术;2013年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 郭玉贝;基于马尔可夫随机场模型的医学图像分割方法研究[D];东北大学;2009年
2 王连飞;基于遗传算法的油井压裂微震震源点的定位技术研究[D];吉林大学;2012年
3 李凡;斜拉桥模态识别的传感器优化布置方法的应用研究[D];浙江工业大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 兀革,石寅;高精度单向模拟开关的设计及其基于CMOS工艺的电路实现[J];半导体学报;2000年12期
2 沈颖,顾红,苏卫民,刘国岁;基于精确混沌映射的噪声雷达信号产生器分析[J];兵工学报;2000年02期
3 王梓坤;论混沌与随机[J];北京师范大学学报(自然科学版);1994年02期
4 朱伟勇,王兴元;二维Logistic映射中的阵发混沌与分形[J];东北大学学报;1998年05期
5 甘良才,易丹;基于Baker变换的混沌跳频序列[J];电波科学学报;2000年03期
6 张琪,郑君里,刘栩;跳频码分多址系统中混沌跳频序列的优选与仿真[J];电波科学学报;2003年03期
7 张传武,陈向东,彭启琮;可编程细胞自动机伪随机序列发生方法[J];电波科学学报;2004年01期
8 袁永斌,徐继麟,黄香馥;一类混沌序列的自相关特性[J];电子科技大学学报;1997年05期
9 李克,杨绿溪,何振亚;一类混沌映射扩频序列的有限精度实现及其相关性能分析[J];电路与系统学报;1998年04期
10 张申如,益晓新,王庭昌;形成混沌码序列的一种方法[J];电路与系统学报;2000年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 张家树;混沌信号的非线性自适应预测技术及其应用研究[D];电子科技大学;2001年
2 王宏霞;混沌技术在现代保密通信中的应用研究[D];电子科技大学;2002年
3 郭双冰;混沌时间序列预测及其混沌理论在通信信号调制识别中的应用[D];电子科技大学;2003年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 沈海斌,李晓明,俞俊,潘雪增,严晓浪;随机数发生器的噪声模型与快速仿真[J];系统仿真学报;2004年04期
2 刘晓旭;曹林;董秀成;;ATmega128单片机的真随机数发生器[J];单片机与嵌入式系统应用;2009年11期
3 张传林,林立东;伪-随机数发生器及其应用[J];数值计算与计算机应用;2002年03期
4 涂金龙;随机数发生器[J];家庭电子;1996年01期
5 米军,韩瑞峰;随机数发生器对蒙特卡罗算法求解定积分的影响[J];电脑开发与应用;2004年10期
6 杨宗长;软件随机数发生器设计的安全问题[J];电子产品可靠性与环境试验;2005年03期
7 李晓明,沈海斌,严晓浪;一种分段线性映射的混沌随机数发生器特性研究[J];电子与信息学报;2005年06期
8 李伟;李康顺;;基于演化硬件的随机数发生器[J];兵工自动化;2007年09期
9 肖沛;林季资;;一种随机数组合发生器的研究[J];数理医药学杂志;2009年02期
10 李小龙;刘建英;王钦钊;;坦克首发命中率仿真研究[J];火力与指挥控制;2006年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王同权;于万瑞;冯煜芳;;微机集群的并行蒙特卡罗模拟[A];2006年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(三)[C];2006年
2 杨军;宋克俭;郭跃东;唐宗磊;;基于FPGA的快速均匀分布随机数发生器[A];2007'仪表,自动化及先进集成技术大会论文集(二)[C];2007年
3 张鹏;沈华韵;;伪随机数序列的统计检验[A];第三届反应堆物理与核材料学术研讨会论文集[C];2007年
4 张鹏;沈华韵;;伪随机数序列的统计检验[A];第三届反应堆物理与核材料学术研讨会论文摘要集[C];2007年
5 王真谛;刘亚秋;孙建光;;基于Linux内核的随机数生成器研究[A];黑龙江省计算机学会2007年学术交流年会论文集[C];2007年
6 吴青林;刘云;韩正甫;戴逸民;郭光灿;;单探头量子随机码发生器[A];第十一届全国量子光学学术会议论文摘要集[C];2004年
7 沈晓勇;龚咸;吉国力;;离散事件系统的MATLAB仿真实现[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年
8 章昉;黄振华;付聪;;四川省普通高校招生考试考生准考证号的编排设计[A];探索与创新——《高校招生》杂志理论研究专辑[C];2009年
9 邓力;许海燕;王瑞宏;;确保并行与串行结果一致的蒙特卡罗并行随机数产生及应用[A];中国工程物理研究院科技年报(2001)[C];2001年
10 邓力;王瑞宏;许海燕;李刚;李树;上官丹骅;潘流俊;;定常与非定常粒子输运MC方法发展及其应用[A];第三届反应堆物理与核材料学术研讨会论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 蒋虎林;湖南采用先进技术确保“时时彩”公正性[N];中国社会报;2010年
2 王一;WiMAX安全如履薄冰?[N];通信产业报;2006年
3 杨阿昭;可信计算带动全行业[N];中国计算机报;2005年
4 张文忠;智能卡更具安全性[N];金融时报;2006年
5 CPW记者 甘霖来;方案商发展中的三道必答题[N];电脑商报;2005年
6 边歆;加密:软件生命线[N];网络世界;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 刘钰;连续源真随机数发生器研究[D];北京大学;2013年
2 王云峰;基于混沌的密码算法及关键技术研究[D];浙江大学;2006年
3 沈华韵;中子连续能量时空动力学直接模拟方法研究[D];清华大学;2008年
4 张建忠;基于宽带混沌激光熵源实现高速真随机数的产生[D];太原理工大学;2012年
5 赵莹;MIMO通信系统中若干关键问题的研究[D];北京交通大学;2010年
6 张卫明;隐写信息提取的理论与方法研究[D];解放军信息工程大学;2005年
7 车文毅;半有源超高频射频识别标签芯片的研究与设计[D];复旦大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 沈春来;随机数发生器的研究及其设计[D];南京邮电大学;2012年
2 李雄;一种随机数发生器的设计和实现[D];西安电子科技大学;2010年
3 李璞;全光随机数发生器[D];太原理工大学;2011年
4 李勇;真随机数发生器集成电路设计[D];湖南大学;2012年
5 霍嘉;随机数发生器的设计与研究[D];西安科技大学;2010年
6 王震;基于混沌原理32位随机数发生器的设计与分析[D];辽宁大学;2012年
7 张英英;2.8Gbps随机数发生器的设计与实现[D];太原理工大学;2011年
8 解志超;低功耗随机数发生器的设计研究[D];浙江大学;2014年
9 李家杰;基于攻击安全的真随机数生成算法的研究和应用[D];电子科技大学;2011年
10 赵静;真随机数发生器及数字后处理方案的研究[D];西安电子科技大学;2012年
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