文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
文章編號: 0258-7998(2012)07-0103-04
傳統(tǒng)通信中為了對信息加密,,首先將信息數(shù)字化,,然后進(jìn)行加密,這是由于傳統(tǒng)的加密是基于離散數(shù)論原理,。由于算法復(fù)雜,,計(jì)算負(fù)擔(dān)很重。而使用混沌信號對消息加密則不需要進(jìn)行數(shù)字化,,此外,,混沌加密可以用快速模擬元件來實(shí)現(xiàn)[1-2]?;煦缧盘柕膶拵ьl譜,、波形不重復(fù),、類隨機(jī)分布、相對簡單的模擬硬件實(shí)現(xiàn)等特性使其成為保密通信最佳候選技術(shù)[3],?;煦绫C芡ㄐ乓蜒芯苛耸嗄辏诮陙?,提出了許多基于混沌的通信方式:混沌同步,、混沌鍵控、混沌控制,、混沌脈沖位置調(diào)制,、混沌調(diào)頻等等。雖然混沌保密通信比傳統(tǒng)通信方式在某些方面更好,,然而混沌保密通信還不能取代傳統(tǒng)通信方式,,并且混沌保密通信比傳統(tǒng)通信方式在通信效率方面還缺乏優(yōu)勢。盡管如此,,該通信方式主要優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用在保密通信中,。數(shù)字保密通信主要用混沌鍵控(CSK)調(diào)制來實(shí)現(xiàn),系統(tǒng)在接收端用混沌參考信號對接收信號做相關(guān),,然后比較相關(guān)器輸出數(shù)值大小簡單做出判斷,,這種方式需要在收發(fā)兩端建立混沌同步。而混沌信號由于對初值極端敏感性而極難達(dá)到同步,,所以這種方式難以實(shí)際應(yīng)用,。在此基礎(chǔ)上,本文提出一種新的差分混沌鍵控(DCSK)調(diào)制方式并進(jìn)行了深入研究,,將其與二相相移動鍵控(BPSK)調(diào)制性能進(jìn)行了比較分析,,最后研究DCSK在密碼系統(tǒng)中的影響并給出了一個(gè)DCSK調(diào)制在圖像傳輸中的新應(yīng)用。
1 混沌鍵控(CSK)
混沌鍵控(CSK)通信方式,,發(fā)射器發(fā)出的混沌信號動力學(xué)狀態(tài)收斂到奇怪吸引子,。通過改變一個(gè)或多個(gè)動力學(xué)參數(shù)可使吸引子位置發(fā)生變化,這樣混沌信號便能夠攜帶信息,,在接收端,,通過估計(jì)奇怪吸引子位置就能夠解碼出原始信息。CARROLL T L和PECORA L M提出了一種基于三維Rossler系統(tǒng)多吸引子混沌通信方式[4],。在一個(gè)符號周期Ts中發(fā)射的信息量Nb為Nb=log2M,,其中M是吸引子數(shù)量。接收器需要判斷傳輸信號s(t)的動力學(xué)狀態(tài)收斂于哪個(gè)吸引子,,可利用相干或非相干檢測技術(shù)將信號檢測出來從而做出判決,。
參考文獻(xiàn)[7]提出了一種二進(jìn)制混沌鍵控CSK通信系統(tǒng)。發(fā)射器產(chǎn)生了兩個(gè)混沌序列,,記為x0(n)和x1(n),,是由兩個(gè)不同混沌映射關(guān)系或相同映射但不同初始狀態(tài)產(chǎn)生,。
圖6比較了DCSK和BPSK兩種調(diào)制方式,可見,,在相同Eb/N0下,,BPSK比DCSK誤碼率要低1~2個(gè)數(shù)量級,并且隨著Eb/N0增加,,誤碼率差距更明顯,,所以DCSK性能比BPSK要差,但其在保密通信方面優(yōu)勢要大很多,。對DCSK而言,,M=8比M=4性能要好,因此M值越大,,性能越好,。
擴(kuò)展因子M取值和BER的關(guān)系如圖7,可看出,,隨著M增大,,系統(tǒng)誤碼性能得到了改善,當(dāng)Eb/N0很小時(shí),,M值對系統(tǒng)誤碼性能改善不大,,而當(dāng)Eb/N0逐漸變大時(shí),誤碼性能就得到了極大改善,如Eb/N0在接近30 dB時(shí),誤碼率改善基本在1個(gè)數(shù)量級左右,;而對相同誤碼率而言,,誤碼率越大,對Eb/N0改善也越大,,如當(dāng)誤碼率為10-3時(shí),M值為6和8的Eb/N0大約改善了10 dB,。
數(shù)字混沌保密通信一般用CSK來實(shí)現(xiàn),,存在著同步技術(shù)復(fù)雜,難以實(shí)現(xiàn)的缺點(diǎn),。而DCSK則無需混沌同步,,實(shí)現(xiàn)起來更加方便和簡單。對DCSK調(diào)制解調(diào)概念做了詳細(xì)研究,,目的是優(yōu)化調(diào)制解調(diào)器使能應(yīng)用于實(shí)際電路,,并對調(diào)制解調(diào)器中相干檢測算法做了介紹。通過仿真,,對BPSK和DCSK的性能做了比較分析,。同時(shí),給出了圖像傳輸在DCSK調(diào)制中的應(yīng)用,。說明此系統(tǒng)確實(shí)能夠在保密通信中應(yīng)用,,其性能還有待進(jìn)一步提高,。這是下一步要研究的問題。
參考文獻(xiàn)
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