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用于软件无线电的数字混沌保密通信研究

张翌维  
【摘要】:混沌现象作为一种貌似无规则的运动,具有内在随机性,对初值极端敏感性,使 其在保密通信中具有与生俱来的应用价值。数字混沌应用于保密通信的研究已成为 信息科学界关注和研究的热点问题。本文旨在根据软件无线电结构特点,寻求可行 的数字混沌通信模型,以同步或非同步的方式实现,并对结果进行分析。主要进行了 以下方面的研究: 1) 针对软件无线电体系的基本结构,介绍了软件无线电平台的基本原理,说明 了加密环节在结构中的可行性,确定了数字混沌作为通信信号加密手段在软件无线 电平台中的应用价值。给出了一种直接采样正交双边带传输结构的音频仿真。 2) 介绍了当前比较热门的几种混沌调制技术。针对非常具有发展前景的 FM-DCSK(调频-差分混沌移位键控)通信模型,提出了一种基于非同步FM-DCSK 的混沌通信方法。利用码元位置匹配的思想解决了解调过程中的同步问题,降低了系 统要求。在加入一定均匀噪声的情况下,仍解调出原始位信息:并对于理想同步情况 下的解调结果进行了比较分析。仿真结果表明该方法有效而切实可行。 3) 将驱动参量法作为同步实现模型,将这种数字演化同步方式运用到通信系统 中。将公钥与用于编码的私钥分离;攻击者只能得到公钥,只有权威的接收者才能得 到私钥。仿真结果表明,系统具有较好的安全性和自行稳定性。最后,我们设计了基 西安理工大学硕士学位论文 于ARM处理器的多级数字混沌通信编解码模块,效果理想,能够满足软件无线电系 统对加密模型的需求,其通信速率和通信质量基本达到数字通信系统的指标。 1)最后介绍硬件实验中使用的32位ARM核微处理器,并对硬件实验环境进行 了描述。为了尽量避免混沌精度问题,除了改进通信机的系统结构外,还应选择高精 度的处理器。ARM内核处理器较高的精度和运算效率,改善了数字混沌的随机特性, 井冗余了较多的系统资源,可用于软件无线电结构的其它环节。 关键词:棍沌,软件无线电,保密通信,FM一DCSK,驱动参量法


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