混沌系统在通信中的应用研究开题报告

 2023-10-25 11:11:01

1. 研究目的与意义

大量的研究表明混沌无处不在,广泛应用于人们的科研、学习和生活当中,无论是从消除还是利用它的角度来看,我们都要严肃地正视它的存在。经过几十年的发展,尤其是最近十几年的迅猛发展,人们逐渐改变了对混沌运动的不稳定性、不可控性以及不可靠性的陈见,开始逐步认识到混沌的重要作用,并开始研究混沌和利用混沌。

20世纪90年代以来,信息技术势不可挡地进入到人们生活的各个方面,互联网不仅迷漫了科学的各个领域,而且渗入到社会生活的各个环节,从自然科学到社会科学,从人们的日常生活到国家的战争方针,都与信息技术息息相关。网络技术的使用,为人们带来了无尽的便捷和好处,使世界发生天翻地覆的变化。

但是,计算机信息技术是- -把双刃剑,随着它的发展,越来越多的信息安全问题也暴露出来。网络中的信息被非法截取、查看、篡改和破坏,给社会稳定、经济发展造成了巨大损失。据统计,全球约20秒就有一次计算机入侵事件发生, 互联网_上的网络防火墙约1/4 被攻破。显然信息的保密越来越重要,大到国家机密,小到寻常百姓的日常生活琐事。于是,保密通信已经成为当今信息时代的热点问题之一,任何这方面的新发展及其高科技的进展都会引起各国军方和商界的密切关注。

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2. 研究内容和预期目标

研究内容:

设计一种基于混沌系统的掩盖通信来实现对原始信号的加密掩盖通信,并实现发送端和接收端的调制和解调。整个的通信系统分为三个大不揍来完成,分为混沌信号产生、混沌同步和最后的混沌通信。混沌信号的产生依据不同的状态方程有不同的效果,例如典型的Chua方程、Lorenz方程、Jerk方程、Chen方程等等,每种状态方程下根据不同的初值或者参量又能产生出不同涡卷的混沌系统。在产生混沌信号之后考虑的则是混沌同步,它是混沌保密通信的应用基础。混沌同步主要有同结构同步、异结构同步、投影同步等等。本次设计中以同结构同步作为基础,可分为驱动响应式同步、耦合同步、自适应同步、脉冲同步、反馈同步、逆系统同步、相同步等等。混沌通信方案例如混沌掩盖、混沌键控、混沌参数调制和混沌码分多址等,这些保密通信方案的基本思想是以混沌信号作为载波,消息隐藏在混沌载波中,信息隐藏于混沌载波中,接受机则利用混沌同步特性解调信息。本次研究将在Multisim 14.0以电路的形式呈现,辅之以Matlab做分析。

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3. 研究的方法与步骤

研究方法:

1、基于Chua方程、Lorenz方程实现仿真电路混沌信号的产生;

2、通过同结构同步的方式来实现收发端混沌信号的同步;

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4. 参考文献

[1] 徐惠芳,张传生.基于模拟电感的混沌信号发生器研究[J].安阳工学院学报,2005(01):10-11.DOI:10.19329/j.cnki.1673-2928.2005.01.003.

[2]蔡航. 混沌系统设计及其在保密通信中的应用[D].哈尔滨工业大学,2019.

[3]段俊毅.CDSK混沌通信系统关键技术研究 [D].南京邮电大学,2015.

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5. 计划与进度安排

2024年1月5日-2024年3月1日,有针对性的学习课题相关资料,学习相关学科的基础知识,学习实验所需软硬件的相关知识。

2024年3月2日-2024年3月20日,设定实验方案,采集实验数据。

2024年3月21日-2024年4月25日,进一步理论分析,进行实验,开发相关软硬件系统。

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