[發(fā)明專利]基于混沌的安全魯棒雷達通信一體化系統(tǒng)、控制方法及介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110142820.4
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112968849B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設計）人: 高孝婧;陳慶;李珊;曾德澤;程孟凡
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學（武漢）;華中科技大學
• 主分類號: H04L27/00
• 分類號: H04L27/00;H04L9/00;G01S13/00;G01S7/41;G01S7/02
• 代理公司: 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

本發(fā)明屬于雷達和通信技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于混沌的安全魯棒雷達通信一體化系統(tǒng)、控制方法及介質(zhì)，基于混沌的安全魯棒雷達通信一體化系統(tǒng)包括：明文電信號模塊、延時鍵控調(diào)制模塊、第一非線性變換模塊、同步信道、延時模塊、第二非線性變換模塊、明文恢復模塊、第一反時間混沌模塊、雷達發(fā)射機模塊、雷達無線信道、雷達接收機模塊、第二反時間混沌模塊、數(shù)據(jù)處理與控制模塊。本發(fā)明通過混沌延時鍵控進行發(fā)送方與接收方的信息傳輸，利用信號的延時特性，實現(xiàn)信息的異地同步，同時利用混沌鍵控的擴頻特性，實現(xiàn)保密通信功能，可用于大規(guī)模雷達探測和大量信息傳輸?shù)南到y(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達和通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及混沌保密通信技術(shù)和雙基地噪聲雷達技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于混沌的安全魯棒雷達通信一體化系統(tǒng)、控制方法及介質(zhì)。

背景技術(shù)

目前，為了滿足通信需求，5G發(fā)展成為新一代通信系統(tǒng)，通信和雷達可以共用頻段，大大節(jié)省了頻譜資源。在現(xiàn)有的硬件條件下，將通信和雷達集成在同一個平臺，設計一種能夠同時實現(xiàn)信息傳輸和雷達探測的系統(tǒng)，對減小系統(tǒng)體積、緩解頻譜資源緊張、減小設備間的電磁干擾具有重要的研究意義。

在雷達通信一體化系統(tǒng)中采用收發(fā)分置的雙基地雷達模式，接收機需要分別探測由目標反射回來的回波信號和通過直傳信道傳輸?shù)膮⒖夹盘枺３Ｃ媾R十分嚴重的雜散波干擾，如多徑干擾、直傳干擾和噪聲干擾等，這些干擾都會對系統(tǒng)性能帶來極大的劣化。針對這一問題，本項目在雷達通信一體化系統(tǒng)中引入混沌鍵控與逆時混沌?；煦绠a(chǎn)生的信號具有類噪聲的特性，且具有初值敏感性與參數(shù)敏感性，即在參數(shù)范圍內(nèi)改變參數(shù)值得到的信號完全不同，可用于保密通信。另外，不同混沌系統(tǒng)產(chǎn)生的信號也互不相干，避免了通信信號對雷達探測性能的影響。一體化系統(tǒng)將這些序列作為雷達信號，對信息進行擴頻，可提高雷達的探測性能。同時，混沌鍵控基于擴頻通信的原理實現(xiàn)接收端的信號同步，實現(xiàn)魯棒的保密通信。

此外，面對嚴峻的網(wǎng)絡安全態(tài)勢，反竊取、保障信息安全最有效的手段之一就是“加密”。加密通常利用密碼學技術(shù)實現(xiàn)，但傳統(tǒng)加密方法計算能力低，資源占有率高，混沌系統(tǒng)具有如初值敏感性、參數(shù)敏感性、遍歷性、類隨機性、不可預測性、非周期性等獨特的動力學特性，這使得混沌源能輸出理想的載波信號，另外，混沌可以由簡單的電路集成，且與密碼學中的擴散、混淆相一致，可以作為實現(xiàn)物理層安全通信的有效手段。利用混沌進行保密通信從早期的電路混沌實現(xiàn)發(fā)展到近年來空前活躍的光學混沌實現(xiàn)，近20年來得到了長足的發(fā)展。

綜上，混沌不僅可以產(chǎn)生噪聲雷達信號，其產(chǎn)生的類隨機混沌載波也可用于通信，為此成為研究熱點?，F(xiàn)有的基于混沌的雷達通信一體化系統(tǒng)，由于混沌系統(tǒng)解析可逆等要求，系統(tǒng)復雜性變高，局限性變大。而且大多系統(tǒng)只重視雷達信號的模糊性能，并未充分考慮混沌在安全通信方面的優(yōu)勢，使其實用性受限。本項目結(jié)合混沌鍵控及反時間混沌，提出一種安全魯棒的混沌雷達通信一體系統(tǒng)，在實現(xiàn)安全通信的前提下，產(chǎn)生探測物體位置及運動速度的噪聲雷達信號。通過上述分析，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及缺陷為：

(1)現(xiàn)有雷達系統(tǒng)通常采用直接傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送參考信號，若存在多徑干擾和無線通信中的噪聲干擾，則雷達接收機不能準確恢復出參考信號，雷達探測的準確性受到威脅。

(2)在噪聲雷達系統(tǒng)中，雙基地雷達系統(tǒng)中發(fā)射機和接收機一般相隔較遠距離，接收機無法直接獲得發(fā)射信號。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于混沌的安全魯棒雷達通信一體化系統(tǒng)、控制方法及介質(zhì)，旨在解決現(xiàn)有雷達系統(tǒng)通常采用直接傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送參考信號，若存在多徑干擾和無線通信中的噪聲干擾，則雷達接收機不能準確恢復出參考信號，雷達探測的準確性受到威脅的問題。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種基于混沌的安全魯棒雷達通信一體化系統(tǒng)，包括：

明文電信號模塊、延時鍵控調(diào)制模塊、第一非線性變換模塊、同步信道、延時模塊、第二非線性變換模塊、明文恢復模塊、第一反時間混沌模塊、雷達發(fā)射機模塊、雷達無線信道、雷達接收機模塊、第二反時間混沌模塊、數(shù)據(jù)處理與控制模塊；