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基于混沌控制理论的保密通信研究

作　者: 渠慎明
导　师: 申石磊；武相军
学　校: 河南大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 混沌控制混沌同步分数阶混沌超混沌系统保密通信
分类号: O415.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 93次
引　用: 1次
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内容摘要

混沌理论是非线性科学的一个重要分支,主要是研究系统从有序状态突然变为无序状态的演化理论,是对确定性系统中出现的内在“随机过程”形成的途径、机制的研讨,它与相对论、量子力学一起被称为20世纪的三次科技革命。混沌信号由于其遍历性、非周期、连续宽带频谱、似噪声等优良特性,在保密通信领域有着巨大的应用前景。在信息化建设突飞猛进、信息安全日益重要、混沌理论蓬勃发展的大背景下,研究混沌的同步控制方法及其在保密通信中的应用有着重要的理论意义和应用价值。本文采用理论分析和数值模拟验证相结合的方法,研究了混沌同步控制理论在保密通信中的应用。首先,研究了R?ssler系统的混沌控制问题。根据Routh-Hurwitz判据,给出将受控R?ssler系统镇定到不稳定平衡点的条件,并设计出线性反馈控制器。其次,研究了分数阶混沌系统投影同步问题。基于分数阶线性系统的稳定性理论和极点配置技术,设计出分数阶状态观测器,使得分数阶Lü混沌系统达到投影同步。本文所设计的同步方案不用计算Lyapunov指数,可以实现任意比例的投影同步。数值模拟结果表明,达到同步的时间较短。再次,基于状态观测器方法和Routh-Hurwitz判据,研究了一类混沌系统的混沌同步问题。在发送端利用混沌掩盖技术对原始信息进行保密通信,在接收端成功恢复出原始信号。数值模拟结果表明,本文所设计的方案具有同步速度快、信号解密精度高等特点。最后,利用超混沌Chen系统设计了一种参数调制混沌保密通信方案。基于自适应同步方法,实现了含有未知参数的两个超混沌系统同步并辨识出未知参数,通过估计参数恢复出信息信号。该通信方案采用超混沌系统,与低维混沌系统不同的是,恢复信息信号的时间和精度,对信息信号的频率不敏感,恢复速度较快,恢复精度较高。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第1章绪论  7-13
  1.1 混沌理论的发展历程  7-8
  1.2 混沌理论的研究现状  8-10
  1.3 论文研究内容及意义  10-13
第2章混沌基本理论  13-26
  2.1 混沌概念及分析方法  13-16
    2.1.1 混沌的定义  13-14
    2.1.2 混沌的基本特征  14-15
    2.1.3 混沌运动的分析方法  15-16
  2.2 混沌控制  16-19
    2.2.1 混沌控制的概念  16-17
    2.2.2 混沌的控制方法  17-19
  2.3 混沌同步  19-23
    2.3.1 混沌同步的概念  19-20
    2.3.2 混沌同步的方法  20-23
  2.4 基于混沌同步的保密通信  23-26
    2.4.1 混沌保密通信的优点  23
    2.4.2 混沌同步保密通信技术  23-26
第3章 R(o|¨)ssler 系统中的混沌控制  26-31
  3.1 问题描述  26-28
  3.2 线性反馈控制器设计  28-29
  3.3 数值模拟  29-31
第4章基于状态观测器的分数阶混沌系统投影同步  31-37
  4.1 问题描述  31-33
  4.2 状态观测器的设计  33
  4.3 数值模拟  33-37
第5章混沌保密通信  37-52
  5.1 基于状态观测器的混沌同步保密通信  37-41
    5.1.1 混沌掩盖保密通信方案设计  37-38
    5.1.2 数值模拟  38-41
  5.2 基于自适应同步的超混沌参数调制保密通信系统  41-52
    5.2.1 超混沌Chen 系统  42-43
    5.2.2 混沌参数调制方案设计  43
    5.2.3 自适应控制器设计  43-46
    5.2.4 数值模拟  46-52
第6章结语  52-53
参考文献  53-57
致谢  57-58
攻读硕士期间的科研成果  58

基于混沌控制理论的保密通信研究

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