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混沌信号处理与信息加密传输技术研究

梁峰  
【摘要】: 混沌信号处理、混沌信息加密传输技术(保密通信)是混沌学科研究领域的热点之一,在许多工程领域,包括水中兵器领域的武器平台遥控遥测、数据采集与传输,混沌技术得到越来越多的研究和应用。混沌理论与技术研究领域涉及范围极为广泛,并且有很多实际技术问题需要解决。本论文围绕混沌信号处理与保密通信应用方面进行研究,主要研究了混沌系统的控制与同步方法,基于混沌理论的信号处理,水声混沌研究以及混沌技术用于水声保密通信的研究。论文的主要研究成果和创新点包括: 1、系统综述了混沌在(保密)通信技术领域的发展过程和现状,在此基础上对现有混沌通信系统进行综合评述,着重点是混沌通信系统的安全性能、硬件实现等问题。 2、在对现有混沌系统同步控制方法进行归纳总结的基础上,提出两种同步控制法:一、用于统一混沌系统的投影同步方法;用于不同阶混沌系统的同步控制方法。同时研究了自适应混沌同步控制法及基于观测器的同步控制法。 3、基于混沌理论的信号处理技术的迅速发展,提出了一种实用的计算水声信号时间序列的相空间重构参数的快速实用算法。 4、在优化领域,提出两种基于混沌技术的优化算法:一、粒子群优化算法(CPSO);二、差异演化算法(CDE)。由于粒子群优化算法和差异演化算法的应用很广泛,因此所提出的改进方法具有较大的实用价值。 5、论述了混沌技术在水声领域研究及应用的进展,重点在水声混沌通信方面。根据有关实验结果,认真讨论了混沌理论用于水声通信的可行性,作为本领域进一步研究工作的基础。 6、提出了一种具有良好统计特性的混沌伪随机序列构造方法,以此作为伪随机数发生器(PRNG),一方面可以用于传统的密码加密领域(如图像混沌密码)。提高加密性能,也可以用于通信系统(如混沌扩频/跳频通信),提高传输安全性能。 7、提出了一种宽间隔混沌跳频序列的构造方法,可作为宽间隔跳频序列的设计指导方法,应用于混沌跳频通信(如低速率的水声远程信息传输)。


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