异结构时滞不确定混沌系统的同步/反同步控制及其应用

为了研究具有不同参数的两个不确定时滞混沌系统的同步与反同步控制及在保密通信中的应用,首先对反馈时滞Lorenz混沌系统的系统参数进行重新设计,并引入正弦函数扰动,获得两个具有不同吸引子的时滞混沌系统.采用主动控制方法实现了具有不同参数的时滞混沌系统的同步及反同步控制.为了实现保密通信,将明文信号参与混沌运算,并结合混沌...     

光电混沌同步在高速光保密通信中的应用

对光电双延时反馈混沌系统在高速光保密通信中的应用做了仿真实验研究.建立了光电双延时反馈混沌同步的理论模型,利用Optisystem光通信系统仿真软件搭建了相应的仿真实验系统.分析了混沌同步通信系统的同步性能,当主从光电混沌系统参数相同时,同步误差为仅为0.0096,相关系数达到0.97,通信速率为5Gb/s时的系统误码率为5.51e-006.     

多变量耦合实现双环掺铒光纤激光器混沌同步

根据双环掺铒光纤激光器的理论模型,提出多变量单向耦合法实现混沌同步,对主从系统模型进行数学推导,研究不同参数条件下双环掺铒光纤激光器的混沌同步,得到实现混沌同步的条件,并在Simulink平台下动态仿真。结果表明,衰减系数不同的两个双环掺铒光纤激光器,主激光器通过定向耦合器驱动从激光器,主从系统可以实现精确混沌同步,且随着反馈强度的增大,实现系统混沌同步的时间越短,反馈强度的取值范围由衰减系数和耦合系数确定;选取不同的系统初值,主从系统可实现混沌同步,系统初值对达到混沌同步时间的影响可忽略不计;在主从系统中引入随机高斯噪声,主从系统仍可实现较好的混沌同步。     

基模衰减率不同的分数阶光学混沌系统的同步

利用反馈控制技术,研究了具有不同基模衰减率的分数阶简并光学参量振荡器系统之间的混沌同步,得到了实现混沌同步的反馈控制器.利用分数阶系统稳定性理论,严格证明了该混沌同步理论.给出了几个数值算例,数值仿真结果和理论分析结果的一致性表明了该方法的有效性.     

光电外反馈与互注入混沌保密系统研究

基于光电外反馈与互注入技术的混沌同步方法,所传同步信息较少,被截取后获得的脉冲信号恢复出混沌系统的难度极大,有效提高了保密通信的安全性.在分析光电外反馈与互注入混沌系统原理的基础上,设计了系统模型并进行了系统的仿真实验与分析.仿真结果表明,该系统具有较高的安全性和时效性.     

激光耦合同步及其在光纤混沌保密通信中的应用

本文建立了光纤混沌保密通信耦合同步系统模型,实现了外部光注入分布反馈半导体激光器激光混沌在长距离光纤传输中的耦合同步,证明了光纤的交叉相位调制是限制激光混沌在光纤传输中同步的主要原因,导出了这种传输的极限.该同步系统在长距离光纤混沌模拟和数字保密通信中的数值模拟表明,该系统确有较高的保密性能和反破译能力.光纤混沌保密通信是可以实现的.     

利用耦合时延增强激光混沌系统安全性能研究

安全性是混沌通信中的重要问题。基于一个外光反馈半导体激光器驱动两个互耦合激光器的混沌通信系统,研究激光混沌系统中反馈时延与耦合时延特征,并应用龙格-库塔法进行动态仿真。重点分析了当调节一些可控参数(耦合时延和驱动强度)时,能够改变两耦合激光器输出自相关函数中反馈时延和耦合时延幅值的差异,以此掩藏反馈时延,从而得出更优载波。仿真结果说明利用耦合时延可以增强激光混沌系统的安全性。最后给出了在优化载波后系统同步质量的讨论。     

文氏桥超混沌电路时滞反馈混沌控制

混沌镇定控制的应用范围很广,所采用的方法很多。本文研究了文氏桥超混沌电路的时滞反馈混沌镇定控制方法,利用模拟时滞反馈控制器将系统状态变量延时后接入原系统,实现了运行状态从超混沌态到单周期态的转变。设计了时滞反馈控制器电路,并进行了平衡点稳定性分析。电路实验结果验证了数值仿真结果,说明了时滞反馈控制器可以有效实现超混沌电路的混沌镇定控制。     

基于LMI技术的时滞混沌神经元系统的耦合延迟同步

本文研究了时滞混沌神经元系统的耦合延迟同步。运用李雅普诺夫(Lyapunov)方法和线性矩阵不等式(LMI)技术,研究了误差动力系统的渐近稳定性,获得了一些判断耦合混沌系统之间实现延迟同步的新准则。尤为重要的是,本文巧妙地将LMI形式的结论转化为广义特征值极小化问题(GEVP)来求解,并运用该方法成功地求得了耦合强度的最小值。数值实验验证了本文结论的有效性和优越性。     

参数未知时滞混沌系统的自适应同步

考虑参数不确定的多维时滞混沌系统作为驱动系统(发射系统),系统的未知参数能够在系统中线性表示.采用参数辨识与自适应技术,在响应系统(接收系统)中应用线性反馈与参数自适应控制,使得驱动系统与响应系统能够混沌同步,并且响应系统的参数逐步逼近驱动系统的参数.利用Lyapunov泛函与最大不变集原理(Lassel)给出了理论分析与证明.理论分析与数值模拟结果表明该自适应控制同步策略的有效性.     

基于Lorenz系统切换混沌同步的保密通讯

该文提出利用Lorenz系统切换混沌同步实施保密通讯的方法。构建了有一定关联的两个Lorenz混沌系统,并通过选择器在系统间随机切换;用同一种控制方法既能实现不同Lorenz系统的混沌同步,又能实现相同Lorenz系统的混沌同步;发送系统可以在Lorenz混沌系统间随机转换,传输信道中混沌调制信号也随之不断变化;接收系统将混沌调制信号解调后,即可获取有用信号。由于发送系统的可选择性,导致保密信号的多样性和随机性,因此该保密通讯方法具有更好的保密性能。     

Chaos synchronization and chaotic signal masking in semiconductor lasers with optical feedback

Theoretical and experimental investigations of chaos synchronization and its application to chaotic data transmissions in semiconductor lasers with optical feedback are presented. Two schemes of chaos synchronization-complete and generalized synchronization-are discussed in the delay differential systems. The conditions for chaos synchronization in the systems and the robustness for the parameter mismatches are studied. The possibility of secure communications based on the chaos masking technique in semiconductor lasers with optical feedback is also discussed, and message transmission of a 1.5-GHz sinusoidal signal is demonstrated. The method of bandwidth enhancement of chaotic carriers is proposed for broad-band chaos communications.     

Theoretical model of optical fiber secure communication system with chaotic multiple-quantum-well lasers

Chaotic synchronization of injected multiple-quantum-well lasers of optical fiber system and a theoretical model of optical fiber chaotic secure communication system are presented by coupling a chaotic multiple-quantum-well laser synchroniza- tion system and a fiber channel. A new chaotic encoding method of chaos phase shift keying On/Off is proposed for optical fiber secure communications. Chaotic synchronization is achieved numerically in long-haul fiber system at wavelength 1.55 μm. The effect of the nonlinear-phase of fiber is analyzed on chaotic signal and synchronization. A sinusoidal signal of 0.2 GHz frequency is simulated numerically with chaos masking in long-haul fiber analog communication at wavelength 1.55 μm while a digital signal of 0.5 Gbit/s bit rate is simulated numerically with c1haos masking and a rate of 0.05 Gbit/s are also simulated numerically with chaos shift keying and chaos phase shift keying On/Off in long-haul fiber digital communica- tions at wavelength 1.55 μm     

Feedback Phase in Optically Generated Chaos: A Secret Key for Cryptographic Applications

The feedback phase in a chaotic system consisting of a semiconductor laser subject to delayed optical feedback is considered for the first time as a secret key for secure chaotic communications not exclusively based on hardware uniqueness. Extensive numerical simulations illustrate that the feedback phase is of extreme importance as far as synchronization is concerned. The ability of an eavesdropper to attack the intensity-modulated message when a pseudorandom variation of the feedback phase is imposed at the transmitter's side is numerically quantified by bit-error-rate calculations. The analysis demonstrates that the eavesdropper is not able to synchronize and hence to extract the message when he is not aware of the phase variations even if he is equipped with an identical chaotic device.     

光纤混沌双向保密通信系统研究

本文提出光纤混沌双向保密通信设想,通过耦合光注入半导体激光器激光混沌全光耦合反馈同步系统和光纤传输信道,建立了光纤混沌双向通信系统模型,数值实现了该系统在长距离光纤传输中的同步,详细地分析了系统同步时间随光纤传输长度的关系.证明了光纤的交叉相位调制是限制激光混沌在光纤传输中同步的主要原因,导出了系统传输的非线性相移.数值模拟了具有正弦调制信号的调制频率0.5GHz混沌模拟通信和数字信号调制速率0.4Gbit/s以及20Gbit/s的混沌数字通信以及调制速率0.05Gbit/s 混沌键控通信的应用,计算出光纤混沌数字通信速率和同步误差等关系,还特别分析了系统解码特性和调制带宽,表明系统具有非常好的保密性能和具有高速率通信的能力.光纤混沌双向保密通信是可以实现的.     

激光混沌外部调制包络隐藏及相位隐藏编码方法及其在光纤保密通信中的应用研究

该文研究光纤混沌包络隐藏与光纤相位隐藏保密通信理论模型,分析包络隐藏调制解调特性,导出解码公式;分析光纤自相位调制和光功率以及光放大器个数对系统的影响,提出接入相位控制器以减小非线性相移对同步解调负面影响的设想。数值模拟了调制速率0.2Gbit/s的混沌包络隐藏编码以及调制速率0.05Gbit/s的混沌相位隐藏编码及其在波长1.55m远程光纤数字保密通信中的应用,表明系统确具有较高的保密性能。     

保密通信中数字流混沌产生器的同步

由于混沌保密通信系统研究中传统的连续流混沌同步理论存在一些难于解决的问题,本文提出了基于数字流混沌的混沌保密通信理论,在实验室中实现了一类语音保密通信方案,建立了数字流混沌产生器的时钟间隔脉冲驱动同步原理和实现方法,同步通信实验表明,该方法是可行的.     

基于时滞不确定Lorenz混沌同步的保密通信

针对一类含保密信息的时延不确定Lorenz混沌系统,提出了基于径向基神经网络的同结构同步控制方案,在混沌系统同步的基础上,有效地恢复出隐藏的多路明文信号。利用神经网络的良好逼近能力对时延Lorenz混沌系统设计鲁棒同步控制器,实现了同步误差的收敛。当同步误差收敛时,混沌系统所传输的隐藏信号则可以正确恢复。仿真结果表明,文章所给出的同步控制器可以在5s内实现时延不确定Lorenz混沌系统同步,并能恢复出多路明文信号。