[發明專利]一種基于混沌系統的BPSK信號加密方法

有效

• 申請號: 201810551679.1
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108768610B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 劉立東;李毅;張照侖;郭晨
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00;H04L27/00;H04L27/233
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種基于混沌系統的BPSK信號加密方法，包括以下步驟：1)將待發送的二進制信號轉化成BPSK信號；2)隨機產生一個初始信號輸入到混沌系統I中，產生發送端的混沌信號；3)用步驟2)中的混沌信號對步驟1)中的BPSK信號進行掩碼加密；4)接收信號，并在整點時刻中值處的一個鄰域內積分再二值化得到雙極性信號；5)將積分所得的雙極性信號輸入到混沌系統II，產生接收端的混沌信號；6)根據兩個混沌系統基函數將接收端的混沌信號轉換為發送端的混沌信號；7)用接收端得信號減去接收端轉化后的混沌信號得到BPSK信號；8)將BPSK信號經過BPSK解調系統得到發送端的二進制信號。本發明利用混沌系統產生所需要的混沌信號對BPSK信號進行掩碼加密。

技術領域

本發明屬于保密通信領域，具體涉及一種基于混沌系統的BPSK信號加密方法。

背景技術

混沌信號的初始值及參數的敏感性、類噪聲性，寬帶性及可同步的特點使得混沌在保密通信中的應用日益廣泛。目前，大部分混沌保密通信是建立在混沌同步的基礎上，這類方法采用非相干接收方法在接收端能夠有效恢復出隱藏在混沌信號中的發送信息，但這種方法依賴于混沌同步，目前混沌同步技術還沒有到完全成熟的地步，并且這種方法對于噪聲非常敏感，所以在實際問題它的實用性和可行性就大幅度降低。因此提出一種可行性和實用性高混沌保密通信方案是十分迫切的。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于混沌系統的BPSK信號加密方法，該方法利用混沌系統產生所需要的混沌信號對所要加密的BPSK信號進行掩碼加密。

本發明采用如下的技術方案來實現的：

一種基于混沌系統的BPSK信號加密方法，包括以下步驟：

1)將待發送的二進制信號轉化成BPSK信號；

2)隨機產生一個信號作為混沌系統I的信號初值；

3)然后將步驟2)中產生的信號初值輸入到混沌系統I中，產生發送端的混沌信號；

4)用步驟3)中發送端的混沌信號對步驟1)中產生的BPSK信號進行掩碼加密；

5)在接收端接收來自發送端的加密信號，然后對接收信號在整點時刻的一個鄰域內進行積分將其二值化得到一系列的雙極性信號；

6)將積分所得到的雙極性信號作為混沌系統II的輸入，產生接收端的混沌信號；

7)根據混沌系統I和混沌系統II的基函數關系將接收端所產生的混沌信號轉換為發送端的混沌信號；

8)用接收端得信號減去接收端轉化后所得到的發射端的混沌信號得到BPSK信號加噪聲信號；

9)將BPSK信號和噪聲信號經過傳統的BPSK解調系統得到發送端的二進制信號。

本發明進一步的改進在于，步驟1)中，發送端的二進制信號轉化為BPSK信號的方式為：

其中，m(t)是所要發送的二進制信號，y(t)是調制后的BPSK信號，A是BPSK信號的幅值，是第n個二進制信號所對應的的相位。

本發明進一步的改進在于，步驟2)中，混沌系統I的數學表達式為：

式中_x為連續的狀態變量，系統參數0＜β≤ln(2),ω＝2πs(t)是雙極性信號，并且滿足：

并且混沌系統I的基函數為：

根據表達式(3)混沌系統I的表達式有：