激光混沌串联同步以及混沌中继器系统理论研究

提出混沌通信中继器设想，建立半导体激光器激光混沌全光中继器物理模型，理论证明了激光混沌中继器系统的同步.数值实现了发射系统、中继器系统、接收系统的混沌同步，分析了系统反馈系数和同步误差以及同步时间的关系.模拟了中继器系统在激光混沌保密通信中的应用，分别给出了具有正弦信号调制频率0.2GHz和数字信号0.2Gb/s速率的混沌通信以及同步误差分析，表明混沌中继器系统确能改善和提高激光混沌通信的解码质量.分析了中继器系统的带宽和20Gb/s高速率数字信号混沌通信以及同步误差，给出了具有正弦信号调制频率0.1—2 关键词： 混沌 同步 激光器 中继器     

混沌神经网络逆控制的同步及其在保密通信系统中的应用

利用神经网络的学习、逼近能力构造混沌神经网络，提出逆控制混沌同步方法来同步两个混沌神经网络，并基于逆控制和混沌神经网络的同步给出一种新的混沌保密通信系统.理论分析和数值实验结果表明，新系统能够有效地克服信道噪声对信息传输的不良影响，具有较强通用性和柔韧性，且有同步速度快，信号恢复精度高和密钥量大的优点. 关键词： 混沌同步 自适应逆控制 混沌神经网络 保密通信     

超混沌Qi系统的错位投影同步及其在保密通信中的应用

提出了一种新型的混沌系统同步方法,即错位投影同步,要求驱动系统和响应系统中的所有状态向量,至少有一对不是按照原有的对应关系成比例同步,而是按照向量的错位关系成比例投影同步.以新型的四维超混沌Qi系统为例,分析出23种混沌系统的同步方案.针对其中一种同步,基于Lyapunov稳定性理论,设计有效的非线性控制器,实现初始值不同的两个超混沌Qi系统错位投影同步.另外,将该方法应用于混沌保密通信中,基于改进的混沌掩盖通信原理,在发送端使用超混沌信号对信息信号进行加密并发送,最后从同步后的接收端系统不失真地恢复出有用信号.数值仿真表明,该方案有着良好的通信和保密特性.     

时空混沌系统在保密通信中的应用

以环形腔中激光振荡输出空间扩展模型为例，研究了多组信息同时编码的时空混沌加密及解密，给出安全可靠的加解密结果，并对抗破译能力进行了检验，完成了互联网上保密通信实验，结果令人满意。     

混沌的同步与保密通信

 混沌现象的最本质特征在于它对初始条件的灵敏依赖性。它是可确定的,但又是不可预测的。因为这个原因,过去人们对混沌现象总是采取回避的态度,提起混沌就有一种神秘感。     

混沌同步在语音保密通讯中的应用

本文利用APD混沌同步控制技术,实现了对语音信号的双重保密,并通过计算机模拟了信号加密解密的全过程。本文还讨论了加密信号在传输过程中受到干扰时,对解密信号的质量产生的影响,同时提供了相应的抗干扰措施,该语音保密方法简单实用,安全可靠,有较好的应用前景。     

约瑟夫森结的混沌行为及其在保密通信中的应用

约瑟夫森结的混沌行为在研究和应用方面都具有重要的价值。电阻-电容-电感并联约瑟夫森结在直流电流的驱动下会出现混沌行为,采用数值计算的方法,对混沌行为进行了研究。通过电压波形、频谱、对初始条件的敏感依赖以及奇怪吸引子,证实了混沌的存在,在此基础上首次提出了基于约瑟夫森结混沌行为的保密通信方案。     

基于广义混沌映射切换的混沌同步保密通信

提出了一种基于广义混沌映射切换的混沌同步保密通信方式.这种通信方式首先构建产生多种混沌序列的广义混沌映射模型,然后在不同时段根据切换策略产生不同混沌序列,在发送端,将信号与混沌载波之和取模运算后再嵌入混沌映射的输入端进行迭代运算以实现调制;在接收端,根据切换协议,用同一个相应的广义混沌映射模型从接收信号中提取混沌载波并进而恢复信息信号.研究结果表明:这种基于广义混沌映射切换的混沌同步通信方式比基于单一混沌系统的保密通信方式具有更强的抗干扰能力,保密性能更好,且实现简单. 关键词： 混沌 混沌映射切换 同步 保密通信     

EMR对混沌同步保密通信系统干扰的初步研究

使用GTEM Cell实验系统,研究了连续波电磁辐射对基于混沌同步理论的保密通信系统的电磁干扰。混沌保密通信系统采用由典型的Chua氏混沌电路构造混沌同步系统,采用掩盖法对模拟信号进行加密传输。实验发现：在100MHz~150MHz的频率范围内,超过一定功率密度的电磁辐射会导致系统的混沌加密功能失效,此后即使停止电磁辐射,系统仍无法自行恢复到混沌加密状态。     

EMR对混沌同步保密通信系统干扰的初步研究

 使用GTEM Cell实验系统,研究了连续波电磁辐射对基于混沌同步理论的保密通信系统的电磁干扰。混沌保密通信系统采用由典型的Chua氏混沌电路构造混沌同步系统,采用掩盖法对模拟信号进行加密传输。实验发现：在100MHz~150MHz的频率范围内,超过一定功率密度的电磁辐射会导致系统的混沌加密功能失效,此后即使停止电磁辐射,系统仍无法自行恢复到混沌加密状态。     

基于光电负反馈的激光混沌串联同步系统研究

提出了一种新的混沌中继系统，该系统基于光电负反馈的激光混沌串联同步.对该系统的同步性以及激光器内部参数失配对其同步性的影响进行了研究，并与基于光反馈的激光混沌串联同步系统进行了比较.研究结果表明：当系统参量满足一定条件时，该系统能实现完全同步；当激光器内部参数失配时，其混沌同步性会受到一定的影响，但该系统的混沌同步性对参数失配的容忍性要比基于光反馈的系统好得多.     

基于单驱动变量的混沌广义投影同步及在保密通信中的应用

基于单向耦合提出一种只需传递一个驱动变量实现混沌系统广义投影同步方法.通过改变广义投影同步的比例因子,获得任意比例于原驱动混沌系统输出的混沌信号.由于只需传递一个信号,比起已有的方法具有更高的实用价值,理论推导和数值仿真进一步表明了该方法的有效性.最后,基于统一混沌系统的广义投影同步,给出了一种安全性更好的混沌保密通信方案. 关键词： 混沌系统 单驱动变量 广义投影同步 统一混沌系统     

离子迁移忆阻混沌电路及其在语音保密通信中的应用

忆阻器是一种具有记忆功能和纳米级尺寸的非线性元件, 作为混沌系统的非线性部分, 能够使系统的物理尺寸大大减小, 同时可以得到各种丰富的非线性曲线, 提高混沌系统的复杂度和信号的随机性. 因此, 本文采用离子迁移忆阻器的磁控模型设计了一个新的混沌系统. 通过理论推导、数值仿真、Lyapunov指数谱、分岔图和Poincaré截面图研究了系统的基本动力学特性, 并分析了改变不同参数时系统动力学行为的变化. 同时, 建立了模拟该系统的SPICE电路, SPICE仿真结果与数值分析相符, 从而验证该混沌系统的混沌产生能力. 最后, 利用线性反馈同步控制方法实现了新构造的离子迁移忆阻混沌系统的同步, 并且采用该同步方法有效实现了语音信号的保密通信. 数值仿真证实了新混沌系统的存在性以及同步控制应用的可行性.     

基于LSTM的激光混沌同步通信

针对激光混沌保密通信系统中混沌信号接收双方硬件参数难以完全匹配的问题,用长短期记忆神经网络对发射端产生的大量混沌加密信号和部分载波信号进行充分训练,最终得到一个与发射端激光器系统高度相似的神经网络模型,并用此非线性模型代替接收端进行解密,实现了2 Gbit/s的混沌同步通信。该方法明显降低了混沌同步的复杂性。探讨了不同节点数量、耦合系数以及信噪比对于同步通信的影响,结果表明同步系数可以高达0.999 966,均方根误差达到10^-3量级,误码率低至10^-10量级。最后通过图像传输系统验证了方案的可行性。     

激光混沌并联同步及其在全光逻辑门中的应用研究

提出多量子阱激光器混沌“主-从-响应”式结构同步系统,研究其并联同步在光学逻辑门中的应用. 利用一个注入多量子阱激光器混沌系统注入驱动实现了两个响应多量子阱激光系统的混沌并联同步,同时还获得了“主-从”式结构的混沌同步. 基于响应子系统的混沌并联同步思想,提出了全光逻辑门的基本理论模型并定义了计算原则与方法. 利用光的外部调制方法对两个驱动光进行调制与控制,让两个响应子系统实现同步与非同步,使系统获得了并具有全光逻辑门函数功能与特点,并成功地进行了数字逻辑计算. 具体提出了全光XNOR、NOR、NOT等逻辑门及逻辑计算方法,数值模拟结果证明了系统方案的可行性. 关键词： 混沌 同步 逻辑门 多量子激光器     

激光局域网络的混沌控制及并行队列同步

本文提出并研究了"单队列-双参数"光电延时反馈控制条件下的激光局域网络的混沌控制及串联的动力学行为的并行队列"交叉驱动-反馈"网络同步实现,建立了该光学局域网络的数学物理控制模型.通过含时延超越方程理论的分析,预言了该光学局域网络是可以实现混沌控制的,且网络两路结点队列是可以实现实时引导控制到多个类周期状态上的,并通过并行队列同步方程理论证明并行串联队列同步是可以获得的.结果发现在可控的激光局域网络两个并行串联队列光路上,分别实现了网络队列结点的混沌控制并能够实现多个类周期的网络结点的并行串联队列同步,实现了络网结点激光器的2周期、3周期、4周期等状态的并行队列同步,以及其他多个类周期的队列并行同步和动态同步.还发现了两个类周期并行队列网络同步控制区域.本文还给出了激光局域网络"并行多点混沌载波同步发射及其在光学超宽带通信中应用"的一个案例并成功实现.这是一种新型的激光混沌局域网络控制系统,具有光局域网络光传送与光联接核心控制技术要素,具有复杂动力学系统与网络的多变量、多空间维度及并行两路不同队列混沌控制技术特点,还具有光网络超宽带通信功能等.其研究结果对局域网络、光网络的控制与同步、激光技术以及混沌的研究具有重要的参考价值.     

基于两级混沌同步保密通信方案的设计

设计了基于混沌双重加密的混沌同步保密通信方案,用以改善保密通信系统的安全性. 一级加密采用了具有2种反馈的同步混沌系统,二级加密采用了超混沌系统. 仿真结果成功地还原了原文信号,证明所设计系统能够更有效的避免现有的基于混沌保密通信破译方法的攻击.     

用同步混沌电路实现保密通信的演示实验

用同步混沌电路实现保密通信的演示实验刘建东，刘建猷（张家口师专）（天津大学）混沌做为物理学科的一个重要的前沿课题，已引起人们广泛的兴趣．混沌现象的最本质特征在于它对初始条件的灵敏依赖性，它是可确定的，但又是不可预测的．近年的研究发现，它在激光、通信、...     

基于超混沌Chua电路的广义同步保密通信

利用状态反馈方法成功地实现了 6维超混沌Chua电路的广义同步建立速度的加快 ,极大地缩短了同步过渡时间。同时 ,在广义同步的基础上设计了一种超混沌保密通信方案 ,有效地提高了通信系统的保密性能。理论分析和数值仿真均取得了显著的效果。