[發明專利]無人機大容量混沌空間激光安全應急通信系統設計方法

有效

• 申請號: 202111452059.0
• 申請日: 2021-12-01
• 公開（公告）號: CN114268368B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 吳廷偉;劉業君;宋嵩;趙倫;郭磊
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04B10/11
• 分類號: H04B10/11;H04B10/50;H04B10/516;H04B10/80;H04L9/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 廖曦

本發明涉及一種無人機大容量混沌空間激光安全應急通信系統設計方法，屬于通信技術領域。該方法包括：將激光器、MZM、光電探測器、延時線組成一個單環的光電混沌產生裝置，用于產生混沌信號；在發射端，將攜帶信息的外調制信號通過耦合器與光電混沌產生裝置進行耦合，將信息進行加密；在接收端，利用另一個耦合器首先接收到經過加密的信號，分成上下兩路，最后將兩路的信號進行相減，則恢復出有用信息；在發射端，將n個單環的光電混沌產生裝置串聯起來，形成n級混沌信號產生裝置，然后配備n個外調制信號進行傳輸和加密；在接收端，為每路信號配上一個混沌同步裝置，對信號進行恢復，從而實現無人機應急大容量保密應急通信。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，涉及無人機應急安全通信技術領域，具體涉及一種無人機大容量混沌空間激光安全應急通信系統設計方法。

背景技術

由于激光的單色性好，自由空間激光通信(Free-Space-Optical，FSO)傳輸距離遠，所以被有的學者研究運用于應急無人機通信中。然而，應急情況下無人機通信的信息大部分都是保密信息，所以對無人機激光通信之間傳輸的數據進行加密顯得尤為重要。

混沌技術具有初值敏感性高，隨機性強的特點，成為近幾年網絡安全和圖像加密等技術的熱點研究話題。但是還未發現有人將混沌加密技術運用于無人機應急激光通信中。因此，目前亟需一種能夠將混沌加密技術運用于無人機應急激光通信中，保證無人機之間信息傳遞安全性的方法。與此同時，隨著越來越多的設備接入互聯網，帶寬資源緊缺是現代通信技術急需解決的一個關鍵問題，所以該方法還需解決無人機應急通信技術上寬帶容量問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種無人機大容量混沌空間激光安全應急通信系統設計方法，在應急情況下，用無人機進行混沌激光通信的物理層信息傳輸加密，從而實現無人機應急大容量保密通信。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種無人機大容量混沌空間激光安全通信系統設計方法，具體包括以下步驟：

S1：分別將1個激光器、馬赫-曾德爾調制器(MZM)、光電探測器(PD)、延時線和第一電放大器組成一個單環的光電混沌產生裝置，用于產生混沌信號；

S2：在發射端，將攜帶信息m(t)的外調制信號通過耦合器與光電混沌產生裝置進行耦合，將信息進行加密；在接收端，利用另一個耦合器首先接收到經過加密的信號，分成上下兩路，一路進入第2光電探測器進行探測，探測到的是混沌信號+信息m(t)，同時，另一路進入第3光電探測器，獲得混沌信號+信息m(t)，此混合信號再次經過一個MZM進行調制生成一個和發射端光電混沌產生裝置中的MZM一樣的混沌信號，經過第4光電探測器探測下來；最后將第2光電探測器和第4光電探測器的信號進行相減，則恢復出需要加密的有用信息m(t)；

S3：在發射端，將n個單環的光電混沌產生裝置串聯起來，形成n級混沌信號產生裝置，然后配備n個外調制信號進行傳輸和加密；

S4：在接收端，為每路信號配上一個混沌同步裝置，對信號進行恢復。

進一步，步驟S3中，在發射端，經過耦合器的形成的加密信號為：