混沌保密通信关键技术研究

【摘要】：本文利用混沌系统极高的复杂性和类随机性，研究了混沌理论在保密通信中应用的理论基础并着重考虑了在工程应用中干扰对系统的影响。通过介绍研究混沌系统的理论基础，本文利用混沌码作为扩频码，提出利用复合混沌系统参数调制来传输信息，利用复合混沌系统参数调制的优点在于一方面可以实现信息的加密；另一方面在于与以往的单纯混沌参数调制不同，此方法可以在同步精度较低时，实现信息的传输。 首先针对现有混沌码在有限精度下相关函数出现周期性峰值而且抗破译能力差的缺点。提出了基于串联结构的混沌扩频码，其思想是通过不断改变第二级混沌系统的初值，使第二级混沌系统的轨道做类随机的跳动，从而一方面加大混沌码的周期长度，一方面加大混沌码的复杂度。同时发现基于串联结构的混沌码比传统的混沌码有更好的抗干扰能力。 其次现有的混沌同步大多数是基于无噪声的情况下进行的，而在实际应用中噪声的影响是不可避免的。本文利用模糊神经网络的通用逼近性，证明了在噪声情况下利用有限规则数的模糊神经网络可以以最小的误差预测混沌系统。在此理论基础上提出了反馈TSK模糊神经网络，并首次采用嵌入维的方法来确定神经网络的输入节点数，并且利用李亚普诺夫方程，证明了此网络收敛的条件，为此网络的学习速度给出了确切标准。 最后利用前面的理论基础，本文实现了混沌通信系统的数字部分。该系统采用TMS320C6701作为主处理器，在发送端实现混沌参数调制，在接收端实现混沌系统的同步与解调。利用FPGA实现混沌扩频码的产生以及信息的解扩，在接收端实现混沌扩频码的解调。