单向耦合映象格子的时空混沌同步

以耦合映象格子为对象,研究了时空混沌系统的同步问题. 基于Lyapunov稳定性定理,通过恰当地选择驱动函数,实现了两个单向耦合映象格子的完全同步. 仿真模拟验证了这种同步方法的有效性. 讨论了控制参量对同步速率的影响. 仿真模拟还表明,在存在系统偏差并受到噪声影响的情况下,仍然可以实现两系统的同步,这种同步方法具有一定的抗干扰能力. 关键词： 时空混沌 同步 耦合映象格子     

耦合映象格子中时空混沌的控制

采用相同的相空间压缩方法,有效地控制了均匀及非均匀耦合映象格子中的时空混沌.数值模拟结果表明,在一定的相空间压缩参数区域内,控制时空混沌到均匀稳定状态时,控制结果与控制参数之间存在确定的函数关系.利用这个控制方程,选择不同的相空间压缩参数控制耦合映象格子中的时空混沌,获得了各种所需要的稳定斑图 关键词： 时空混沌 耦合映象格子     

耦合映象格子时空行为的电路仿真实验

设计以一维逻辑斯蒂离散电路作为元胞子电路的耦合格子时空电路系统,利用PSPICE仿真平台,观测到该电路系统存在的各种时空动力学行为.仿真实验结果与计算机数值计算结果一致.     

一种混沌伪随机序列复杂度分析法

分析了已有的序列线性复杂度分析方法，提出了用近似熵算法计算混沌运动的测度熵，作为衡量混沌伪随机序列复杂度的标准.理论研究表明，利用较短的观察序列，该方法能够准确地反映混沌系统和混沌伪随机序列复杂度的大小，可以作为判断利用混沌系统产生的伪随机序列的复杂度准则.实验结果表明该方法的有效性和理论结果的正确性. 关键词： 混沌 伪随机序列 熵     

二维均匀耦合映象格子中的时空周期图案

目的——构造二维均匀耦合映象格子中的时空周期图案;方法——通过一维耦合映象格子模型的相空间中已知低空间周期轨道,直接构造二维均匀耦合映象格子模型中一系列空间周期轨道,而不必求解其模型方程,并对构造轨道的稳定性进行分析;结果——L²×L²雅可比矩阵可化简为几个2×2矩阵组成的对角矩阵;结论——所构造轨道的稳定性不可能比原来轨道的稳定性高. 关键词： 耦合映象格子 时空周期图案 雅可比矩阵     

应用伪随机序列的量子密码术

本文应用伪随机序列，提出了一个基于测不准原则的量子密码术新方案，使得量子密钥传递过程的理想传输效率达到１００％。在保持满意的安全性的同时提高了传输速率。采用该方案可以实现远距离量子保密通信。     

基于线性反馈移位寄存器和混沌系统的伪随机序列生成方法

结合线性反馈移位寄存器（LFSR）和混沌理论各自的优点,采用循环迭代结构,给出一种将LFSR和混沌理论相结合的伪随机序列生成方法.首先根据LFSR的计算结果产生相应的选择函数,通过选择函数确定当前迭代计算使用的混沌系统,应用选择的混沌系统进行迭代计算产生相应的混沌序列;然后把生成的混沌序列进行数制转换,在将得到的二进制序列作为产生的伪随机序列输出的同时将其作为反馈值与LFSR的反馈值进行相应的运算,运算结果作为LFSR的最终反馈值,实现对LFSR生成序列的随机扰动.该方法既可生成二值伪随机序列,也可生成实值伪随机序列.通过实验对生成的伪随机序列进行了分析,结果表明,产生的序列具有良好的随机性和安全性. 关键词： 线性反馈移位寄存器 混沌系统 伪随机序列 随机性     

将混沌序列变换成均匀伪随机序列的普适算法

提出了一种将混沌序列变换成均匀伪随机序列的普适算法.这种算法基于计算机浮点数表示的bit位操作,不针对任何具体对象,可将任意连续或分段连续分布的实型随机变量转换成均匀分布的随机变量.理论分析表明,这种算法源于实型随机变量中普遍存在着的沿bit位以指数规律增强的均匀化趋势.任何实型的混沌序列,不论来自混沌映射系统还是混沌微分动力系统,都可以在同一个标准算法下变换成均匀分布的伪随机序列,因而是混沌伪随机数发生器标准化模块设计和硬件实现的关键技术基础. 关键词： 混沌 伪随机序列 均匀分布函数     

一种确定混沌伪随机序列复杂度的模糊关系熵测度

将模糊关系的概念引入混沌伪随机序列复杂度的测度方法之中,提出了一种新的混沌伪随机序列复杂度测度方法——模糊关系熵(fuzzy relationship entropy,简记为F-REn)测度方法,并推导了F-REn的两个基本性质.仿真结果表明,该测度方法能够有效测度混沌伪随机序列的复杂度,与近似熵(ApEn)测度方法和符号熵测度方法相比,F-REn测度具有更加好的对序列符号空间的适用性、更加小的对测量维度的敏感性和更加强的对分辨率参数的鲁棒性. 关键词： 混沌伪随机序列 模糊理论 复杂度     

改进型Hénon映射生成混沌伪随机序列及性能分析

提出一种改进传统Hénon映射的方法.该方法通过引入绝对值项改变映射系统的内部结构,大大提高了映射系统的线性复杂度和初值敏感性.利用混沌系统生成伪随机序列,进一步对比分析了映射系统生成的伪随机序列的性能.理论分析和实验仿真表明,改进后的映射系统比原系统生成的序列质量有很大提高,验证了该方法的有效性. 关键词： Hénon映射 伪随机序列 性能分析     

Security analysis of a multiple pseudorandom-bit generator based on a spatiotemporal chaotic map

<正>In this paper we analyse the security of a multiple pseudorandom-bit generator based on the coupled map lattice and suggest an improved model.Utilizing the error function attack,the multiple pseudorandom-bit generators which can be realized by the three digitization methods are analysed and the effective key spaces are estimated.We suggest an improved multiple pseudorandom-bit generator with 128-bit secret key,and analyse the key sensitivity and statistical properties of the system.     

Experimental system of coupled map lattices

We design an optical feedback loop system consisting of a liquid-crystal spatial light modulator (SLM), a lens, polarizers, a CCD camera, and a computer. The system images every SLM pixel onto one camera pixel. The light intensity on the camera pixel shows a nonlinear relationship with the phase shift applied by the SLM. Every pixel behaves as a nonlinear map, and we can control the interaction of pixels. Therefore, this feedback loop system can be regarded as a spatially extended system. This experimental coupled map has variable dimensions, which can be up to 512 by 512. The system can be used to study high-dimensional problems that computer simulations cannot handle.     

基于符号向量动力学的耦合映像格子初始向量估计

在符号动力学的基础上,探讨了基于符号向量序列的局部耦合映像格子求逆问题,证明了相空间I^N上任意取值通过基于符号向量序列的逆迭代过程必然收敛至初始向量,提出了基于符号向量动力学的初始向量估计算法,从而建立了耦合映像格子符号序列和实际动力系统相空间的对应关系.实验结果表明,根据该算法可以有效建立符号向量序列和耦合映像格子相空间之间的对应关系,更好地刻画了实际模型的物理过程. 关键词： 耦合映像格子 符号动力学 初始向量估计     

基于符号动力学的耦合映像格子系统的初值估计

在符号动力学的基础上,深入探讨了基于动力学符号序列的局部耦合映像格子系统求逆问题.在理论上系统地分析耦合映像系统初值估计的性能与耦合系数及映射函数之间的数学关系,证明相空间I^M上的任意取值通过基于符号向量序列的逆迭代过程并不一定收敛至初值,其敛散性与耦合强度和映射函数的选择有直接关系.同时证明了混沌或其拓扑共轭的逆不一定为压缩映射,其总体的敛散性与整个逆迭代过程中的收敛与发散的强度对比有关.理论分析与数值实验结果完全一致,说明本文提出的耦合映像格子系统初值估计问题的分析 关键词： 耦合映像格子 符号动力学 初值估计     

Analysis of convergence for initial condition estimation of coupled map lattices based on symbolic dynamics

A novel approach to the inverse problem of diffusively coupled map lattices is systematically investigated by utilizing the symbolic vector dynamics.The relationship between the performance of initial condition estimation and the structural feature of dynamical system is proved theoretically.It is found that any point in a spatiotemporal coupled system is not necessary to converge to its initial value with respect to sufficient backward iteration,which is directly relevant to the coupling strength and local mapping function.When the convergence is met,the error bound in estimating the initial condition is proposed in a noiseless environment,which is determined by the dimension of attractors and metric entropy of the system.Simulation results further confirm the theoretic analysis,and prove that the presented method provides the important theory and experimental results for better analysing and characterizing the spatiotemporal complex behaviours in an actual system.     

Collective behavior in coupled chaotic map lattices with random perturbations

Numerical simulations of coupled map lattices with non-local interactions (i.e., the coupling of a given map occurs with all lattice sites) often involve a large computer time if the lattice size is too large. In order to study dynamical effects which depend on the lattice size we considered the use of small truncated lattices with random inputs at their boundaries chosen from a uniform probability distribution. This emulates a “thermal bath”, where deterministic degrees of freedom exhibiting chaotic behavior are replaced by random perturbations of finite amplitude. We demonstrate the usefulness of this idea to investigate the occurrence of completely synchronized chaotic states as the coupling parameters are varied. We considered one-dimensional lattices of chaotic logistic maps at outer crisis x→4x(1−x).     

Partial and complete periodic synchronization in coupled discontinuous map lattices

The partial and complete periodic synchronization in coupled discontinuous map lattices consisting of both discontinuous and non-invertible maps are discussed. We classify three typical types of periodic synchronization states, which give rise to different spatiotemporal patterns including static partial periodic synchronization, dynamically periodic synchronization, and complete periodic synchronization patterns. A special prelude dynamics of partial and complete periodic synchronization motion, which is shown by five separated concave curves in the time series plots of the order parameters,is observed. The detailed analysis shows that the special prelude dynamics is induced by the competition between two synchronized clusters, and the analytical expression for the corresponding order parameter is obtained.     

基于时变耦合映像格子模型的信号初值估计

从耦合映像格子中,恢复系统初始条件是耦合系统求逆问题,也是信号处理研究中的一个关键性问题.本文在符号动力学方法的基础上,对映像系数进行修正,针对耦合单峰Logistic映射,提出一种基于时变映像系数恢复信号初值的新方法.在映像过程无噪或受到高斯白噪声污染时,本文方法都能够较好地恢复信号初值的统计特性,而且具有较小的偏差和均方误差,并与原信号之间具有较强的相关性,从而能够更好和更加合理地刻画实际信号的物理过程,对系统初值做出更优的估计. 关键词： 耦合映像格子 恢复初值的统计特性 时变映像系数     

A method of recovering the initial vectors of globally coupled map lattices based on symbolic dynamics

Based on symbolic dynamics, a novel computationally efficient algorithm is proposed to estimate the unknown initial vectors of globally coupled map lattices (CMLs). It is proved that not all inverse chaotic mapping functions are satisfied for contraction mapping. It is found that the values in phase space do not always converge on their initial values with respect to sufficient backward iteration of the symbolic vectors in terms of global convergence or divergence (CD). Both CD property and the coupling strength are directly related to the mapping function of the existing CML. Furthermore, the CD properties of Logistic, Bernoulli, and Tent chaotic mapping functions are investigated and compared. Various simulation results and the performances of the initial vector estimation with different signal-to-noise ratios (SNRs) are also provided to confirm the proposed algorithm. Finally, based on the spatiotemporal chaotic characteristics of the CML, the conditions of estimating the initial vectors using symbolic dynamics are discussed. The presented method provides both theoretical and experimental results for better understanding and characterizing the behaviours of spatiotemporal chaotic systems.     

基于符号向量动力学的耦合映像格子参数估计

本文,将符号动力学推广到耦合映像格子中,以Logistic映射下耦合映像格子为研究对象,研究控制参数对符号向量序列动力学特性的影响.通过研究耦合映像格子逆函数,给出耦合映像格子的遍历条件.进一步,将给出系统初始向量,禁止字以及控制参数的符号向量序列描述方法,并最终给出基于符号向量动力学的耦合映像格子控制参数估计方法.实验结果表明,根据本文算法可以有效建立符号序列和耦合映像格子控制参数之间的对应关系,能够更好地刻画了实际模型的物理过程. 关键词： 符号向量动力学 耦合映像格子 参数估计 遍历性