[發明專利]一種基于塊置亂的壓縮感知OFDM-PON安全通信系統

在審

• 申請號: 202111482898.7
• 申請日: 2021-12-07
• 公開（公告）號: CN114157497A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 李齊良;肖濤;白皓若;胡淼;唐向宏;曾然
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H04L9/40
• 分類號: H04L9/40
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務所 33233
• 代理人: 周希良

1.一種基于塊置亂的壓縮感知OFDM-PON安全通信系統，包括發送端、接收端，發送端與接收端通過光纖傳輸信號，其特征在于：

發送端結構如下：光混沌發生器(1-1)、第一光電轉換器(2-1)、第一抽樣器(3-1)、第一加法器(22)依次連接；第一抽樣器(3-1)分別通過第一索序列生成器(4-1)、混沌矩陣生成器(7)連接塊置亂器(5)、第一乘法器(6-1)，塊置亂器(5)通過第一乘法器(6-1)連接第一加法器(22)，第一加法器(22)依次連接模數轉換器(8)、QAM調制器(9)、第一串并變換器(10-1)、IFFT變換器(11)、第一并串變換器(12-1)、循環前綴導入器(13)、電光轉換器(14)；電光轉換器(14)通過光纖連接接收端的第三光電轉換器(2-3)；

接收端結構如下：第三光電轉換器(2-3)、去導頻循環前綴器(15)、第二串并變換器(10-2)、FFT變換器(16)、第二并串變換器(12-2)、QAM去調制器(17)、數模轉換器(18)；減法器(23)、貝葉斯稀疏器(19)、第二乘法器(6-2)、逆向置亂器(21)依次連接；二維離散余弦反變換器(20)與第二乘法器(6-2)連接；第二光混沌發生器(1-2)依次通過第二光電轉換器(2-2)、第二抽樣器(3-2)與減法器(23)連接；第二抽樣器(3-1)還通過第二索引矩陣生成器(4-2)與逆向置亂器(21)連接。

2.根據權利要求1所述的一種基于塊置亂的壓縮感知OFDM-PON安全通信系統，其特征在于，在發送端，光混沌發生器(1-1)產生的混沌序列經過抽樣后，得到序列索引號，再將混沌值按升序排列，得到一個索引號序列。

3.根據權利要求2所述的一種基于塊置亂的壓縮感知OFDM-PON安全通信系統，其特征在于，塊置亂器(5)將圖像值的矩陣進行分塊，將每一塊分配一個索引號；第一索序列生成器(4-1)將混沌序列生成索引號序列中的數值，設置為圖像分組中的索引號，由此打亂圖像的原始塊，實現塊置亂。

4.根據權利要求3所述的一種基于塊置亂的壓縮感知OFDM-PON安全通信系統，其特征在于，在發送端，混沌矩陣生成器(7)利用混沌序列的隨機性，生成一個測量矩陣，與置亂后的圖像矩陣進行相乘，得到壓縮感知信號，感知信號再與混沌序列值進行相加，實現加密。

5.根據權利要求4所述的一種基于塊置亂的壓縮感知OFDM-PON安全通信系統，其特征在于，在發送端，加密的信號經過模數轉換器(8)變成二進制后，將此時的數字信息通過QAM調制器(9)的調制，并利用IFFT變換器(11將信號調制到各個子載波上，疊加變成時域信號，通過第一并串變換器(12-1)轉換成串行信號，通過導入前綴、電光轉換后通過光纖傳輸到接收端。

6.根據權利要求5所述的一種基于塊置亂的壓縮感知OFDM-PON安全通信系統，其特征在于，在接收端，信號接收后，通過光電轉換、去導頻循環前綴器后，利用第二串并變換器(10-2)將串行符號轉換成并行符號；利用FFT變換器(16將接收的信息轉換成頻域信息。

7.根據權利要求6所述的一種基于塊置亂的壓縮感知OFDM-PON安全通信系統，其特征在于，在接收端，利用數模轉換器(18)進行數模轉換后，減去與發射端同步的混沌值，得到感知信號，通過貝葉斯稀疏器(19)，得到稀疏信號，將此信號經過二維離散余弦反變換，得到置亂的圖像信號。

8.根據權利要求7所述的一種基于塊置亂的壓縮感知OFDM-PON安全通信系統，其特征在于，接收端的光混沌發生器產生的混沌序列經過抽樣后，得到序列索引號，第二索引矩陣生成器(4-2)將混沌值按升序排列，得到一個索引號序列；將得到圖像值的矩陣進行分塊，將每一塊分配一個索引號；將混沌序列生成索引號序列中的數值，設置為圖像分組中的索引號，由此恢復圖像的原始塊，恢復出原始圖像。