基於四維自動切換混沌系統實現滑模同步保密通信的方法

2023-12-07 01:30:46

基於四維自動切換混沌系統實現滑模同步保密通信的方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於四維自動切換混沌系統實現滑模同步保密通信的方法。該方法首先建立一個四維自動切換混沌系統，其次利用分岔圖分析了四維自動切換混沌系統的動力學特徵、進而分析並計算四維自動切換混沌系統的平衡點，利用Jacobian矩陣計算平衡點特徵值和對應的Lyapunov指數，從而判斷四維自動切換混沌系統是否為混沌系統，以及混沌狀態系統不同切換頻率的相空間圖；最後，基於四維自動切換混沌系統設計了滑模同步控制器實現帶有傳輸信號調製的同結構自動切換混沌系統同步。實驗仿真結果表明了該方法的有效性，能很好地恢復保密信號，並具有一定的魯棒性。
【專利說明】基於四維自動切換混沌系統實現滑模同步保密通信的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一類新的四維自動切換系統分析和實現保密通信的方法，具體屬於混沌同步保密通信【技術領域】。
【背景技術】
[0002]混沌同步保密通信是指在混沌系統狀態同步的前提下實現信息的秘密傳輸。保密通信的性能與混沌信號、同步性能、抗幹擾等有直接關係。經典的混沌系統很多，無論是混沌系統動力學特徵分析還是同步控制研究，都已經被國內外學者研究的很透徹。特別是經典混沌系統在保密通信中的研究也很廣泛，已經有不少學者提出了相關破譯方法。要提高保密通信的性能，不少學者們設計了新的混沌系統並將其應用在保密通信中。
[0003]混沌同步是實現同步保密通信的前提和基礎，二十年來，混沌同步控制問題研究一直是國內外非線性控制領域的熱門課題。在保密信號傳輸中，如果在信道上傳輸多個混沌系統信號，無疑增加了保密性，切換混沌系統同步控制得到了的研究，它可按照選擇器實現多個混沌信號的切換。但很多學者沒有深入考慮切換頻率對混沌系統的影響，若切換頻率為混沌信號，在信道上傳輸的混沌信號更具有隨機性，更難以預測和破解。

【發明內容】

[0004]本發明所要解決的技術問題是利用一類新的四維自動切換混沌系統的滑模同步實現保密通信，提高保密通信性能。具體地說，通過分岔圖、平衡點分析、Lyapunov指數計算、切換頻率分析來探討新的四維自動切換系統的動力學特性和混沌的判定。再設計滑模同步控制器，實現帶有傳輸信號的四維自動切換混沌系統同步，最終恢復出傳輸信號。
[0005]本發明為解決上述技術問題採用以下技術方案:
[0006]一種基於四維自動切換混沌系統實現滑模同步保密通信的方法，包括以下步驟:
[0007]步驟(1)，建立四維自動切換系統；具體為:
【權利要求】
1.一種基於四維自動切換混沌系統實現滑模同步保密通信的方法，其特徵在於，包括以下步驟:步驟(1)，建立四維自動切換系統；具體為:
2.根據權利要求1所述的一種基於四維自動切換混沌系統實現滑模同步保密通信的方法，其特徵在於，在步驟(4)中，將傳輸信號設計為混沌系統中的一部分，利用滑模同步控制器實現帶有傳輸信號的自動切換混沌系統同步；具體如下:A、建立發射端混沌信號的狀態方程為:
3.根據權利要求2所述的一種基於四維自動切換混沌系統實現滑模同步保密通信的方法，其特徵在於，滑模同步控制器u(t)設計如下:
4.根據權利要求1或3所述的一種基於四維自動切換混沌系統實現滑模同步保密通信的方法，其特徵在於，參數r的取值範圍是r ∈ [5，16]。
5.根據權利要求3所述的一種基於四維自動切換混沌系統實現滑模同步保密通信的方法，其特徵在於，ε的取值範圍為大於O且小於10-3。
【文檔編號】H04L9/00GK103532698SQ201310512252
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月25日 優先權日:2013年10月25日
【發明者】梅蓉 申請人:南京森林警察學院