基于混沌系統(tǒng)觀測(cè)器的保密通信研究.pdf

1、當(dāng)今，通訊已經(jīng)成為人們生活中必不可少的一部分。在人們對(duì)通信質(zhì)量提出更高要求的同時(shí)，隨著社會(huì)的進(jìn)步，民眾隱私的保護(hù)提到了社會(huì)的議事日程，個(gè)人通信的安全性越來越受到關(guān)注，具有普及性的保密通信已成為通信領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)[1]。本文基于保密通信的現(xiàn)狀和難點(diǎn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的文獻(xiàn)研究，闡明了混沌應(yīng)用于保密通信的優(yōu)勢(shì)，并結(jié)合混沌同步理論的研究，構(gòu)建了一種基于混沌系統(tǒng)觀測(cè)器的保密通信系統(tǒng)，通過仿真和實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了系統(tǒng)的有效性和可行性。
　　本

2、文的結(jié)構(gòu)如下。
　　首先，介紹了混沌理論和混沌同步理論研究的發(fā)展和現(xiàn)狀，討論了混沌同步應(yīng)用的一些方法及其局限性，并簡(jiǎn)單介紹了在本文設(shè)計(jì)觀測(cè)器過程中所使用的數(shù)學(xué)知識(shí)。
　　其次，通過對(duì)傳統(tǒng)的幾類保密通信方式以及混沌理論在這一領(lǐng)域運(yùn)用的相關(guān)研究，構(gòu)建出了一種新的保密通信系統(tǒng)框架。鑒于語音信號(hào)加密安全性以及可靠性的考慮，在加密系統(tǒng)中應(yīng)用了理論已非常成熟的Lorenz混沌動(dòng)力學(xué)方程。然而，簡(jiǎn)單地運(yùn)用混沌掩蓋的方式來加密語音信號(hào)存在較

3、大的不安全性，其主要原因在于混沌信號(hào)的能量主要集中在低頻段，通過直接疊加的方式無法完全掩蓋原有的語音信號(hào)。為了提高系統(tǒng)的加密安全性，本文對(duì)混沌掩蓋前的混沌信號(hào)作了預(yù)處理，分別對(duì)隨機(jī)選取的語音信號(hào)和Lorenz混沌系統(tǒng)產(chǎn)生的混沌信號(hào)作了功率譜分析，進(jìn)而設(shè)計(jì)了一個(gè)具有放大增益效果的低通濾波器來對(duì)混沌信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，使其能夠安全穩(wěn)定地掩蓋語音信號(hào)。然后，本文在解決實(shí)現(xiàn)混沌同步的難點(diǎn)上，基于Luenberger觀測(cè)器理論，設(shè)計(jì)了不含未知參數(shù)和含

4、有未知參數(shù)的兩種觀測(cè)器，通過公式推導(dǎo)證明以及Matlab的仿真，驗(yàn)證了兩種觀測(cè)器的同步有效性，并對(duì)兩個(gè)觀測(cè)器進(jìn)行了功能比較，最終選擇了帶有未知參數(shù)的觀測(cè)器作為保密通信系統(tǒng)的同步解決方案。
　　最后，選擇了TI公司的TMS320C5416 DSK實(shí)驗(yàn)開發(fā)板作為硬件平臺(tái)，進(jìn)行了系統(tǒng)的應(yīng)用研究。通過對(duì)系統(tǒng)的性能指標(biāo)、數(shù)據(jù)處理量等方面的分析，制定了實(shí)驗(yàn)的基本工作流程，設(shè)定了系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)。然后，根據(jù)實(shí)際人耳所能聽到聲音的頻率范圍，設(shè)計(jì)了一