一种基于分数阶四翼混沌系统的保密通信方法及模拟电路技术方案

本发明专利技术涉及一种基于分数阶四翼混沌系统的保密通信方法及模拟电路，其技术特点是包括如下步骤：步骤1、建立0.9阶分数阶四翼混沌系统；步骤2、以上述0.9阶分数阶四翼混沌系统为驱动系统，基于驱动‑响应同步方法得到响应系统；步骤3、以0.9阶分数阶同步模块电路为基础，以所述驱动系统的状态变量作为驱动信号，以函数信号发生器产生的正弦信号为原始信号，将驱动信号加载到原始信号中生成合成信号，进行模拟信号传输；然后用所述响应系统中的状态变量作为解密信号，对传输过来的合成信号进行解密，得到还原信号。本发明专利技术的分数阶四翼混沌系统具有比双翼吸引子的混沌系统更为复杂的动力学特性，通信保密性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及保密通信和模拟电路
，特别是一种基于分数阶四翼混沌系统的保密通信方法及模拟电路。
技术介绍
当前，混沌系统在工程实践中的应用已经成为国际研究的热点，已经有很多专家学者提出了混沌系统在保密通信中的应用理论，混沌保密通信的基本思想是利用混沌信号作为载波,将传输信号隐藏在混沌载波之中,或者通过符号动力学分析赋予不同的波形以不同的信息序列,在接收端利用混沌的属性或同步特性解调出所传输的信息。但具体的应用方法和电路实现还处于研究阶段。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、保密性强且同步信号传输稳定的基于分数阶四翼混沌系统的保密通信方法及模拟电路。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种基于分数阶四翼混沌系统的保密通信方法，包括如下步骤：步骤1、建立如下0.9阶分数阶四翼混沌系统：d0.9x1dt0.9=a(y1-x1)+ey1z1d0.9y1dt0.9=cx1+dy1-x1z1d0.9z1dt0.9=-bz1+x1y1]]>其中，系统参数a＝14,b＝43,c＝-1,d＝16,e＝4；步骤2、以上述0.9阶分数阶四翼混沌系统为驱动系统，基于驱动-响应同步方法得到如下响应系统：d0.9x2dt0.9=a(y2-x2)+ey1z1d0.9y2dt0.9=cx2+dy1-x1z1d0.9z2dt0.9=-bz2+x1y1]]>其中，系统参数a＝14,b＝43,c＝-1,d＝16,e＝4；步骤3、以0.9阶分数阶同步模块电路为基础，以所述驱动系统的状态变量作为驱动信号，以函数信号发生器产生的正弦信号为原始信号，将驱动信号加载到原始信号中生成合成信号，进行模拟信号传输；然后用所述响应系统中的状态变量作为解密信号，对传输过来的合成信号进行解密，得到还原信号。一种基于分数阶四翼混沌系统的保密通信方法所构建的模拟电路，包括3个模拟乘法器、12个模拟放大器、6个0.9阶分数阶模块电路和函数信号发生器，其中：模拟放大器A1的负极通过电阻R1接模拟放大器A4的输出端，通过电阻R2接模拟放大器A1的输出端；模拟放大器A1的正极接地；模拟放大器A1的输出端通过电阻R2与模拟放大器A1的负极相连接，通过电阻R4分别与第一0.9阶分数阶模块电路的LA引脚和模拟放大器A3的负极相连接，通过电阻R9分别与第二0.9阶分数阶模块电路的LA引脚和模拟放大器A4的负极相连接，通过电阻R21分别与第五0.9阶分数阶模块电路的LA引脚和模拟放大器A9的负极相连接；模拟放大器A2的负极通过电阻R5与第三模拟乘法器的输出端相连接，通过电阻R6与模拟放大器A2的输出端相连接；模拟放大器A2的正极接地；模拟放大器A2的输出端通过电阻R6与模拟放大器A2的负极相连接，通过电阻R7分别与第一0.9阶分数阶模块电路的LA引脚和模拟放大器A3的负极相连接，通过电阻R18分别与第四0.9阶分数阶模块电路的LA引脚和模拟放大器A8的负极相连接；模拟放大器A3的负极与第一0.9阶分数阶模块电路的LA引脚相连接，通过电阻R3与模拟放大器A3的输出端相连接，通过电阻R4与模拟放大器A1的输出端相连接，通过电阻R7与模拟放大器A2的输出端相连接；模拟放大器A3的正极接地；模拟放大器A3的输出端与第一0.9阶分数阶模块电路的LB引脚相连接，与第一模拟乘法器的引脚1相连接，与第二模拟乘法器的引脚1相连接，通过电阻R3分别与第一0.9阶分数阶模块电路的LA引脚和模拟放大器A3的负极相连接，通过电阻R8分别与第二0.9阶分数阶模块电路的LA引脚和模拟放大器A4的负极相连接；模拟放大器A4的负极与第二0.9阶分数阶模块电路的LA引脚相连接，通过电阻R8与模拟放大器A3的输出端相连接，通过电阻R9与模拟放大器A1的输出端相连接，通过电阻R10与第二模拟乘法器的输出端相连接；模拟放大器A4的正极接地；模拟放大器A4的输出端与第二0.9阶分数阶模块电路的LB引脚相连接，与第一模拟乘法器的引脚2相连接，与第三模拟乘法器的引脚1相连接，通过电阻R1与模拟放大器A1的负极相连接；模拟放大器A5的负极通过电阻R11与第一模拟乘法器的输出端相连接，通过电阻R12与模拟放大器A5的输出端相连接；模拟放大器A5的正极接地；模拟放大器A5的输出端通过电阻R12与模拟放大器A5的负极相连接，通过电阻R14分别与第三0.9阶分数阶模块电路的LA引脚和模拟放大器A6的负极相连接，通过电阻R24分别与第六0.9阶分数阶模块电路的LA引脚和模拟放大器A10的负极相连接；模拟放大器A6的负极与第三0.9阶分数阶模块电路的LA引脚相连接，通过电阻R13与模拟放大器A6的输出端相连接，通过电阻R14与模拟放大器A5的输出端相连接；模拟放大器A6的正极接地；模拟放大器A6的输出端与第三0.9阶分数阶模块电路的LB引脚相连接，与第二模拟乘法器2的引脚2相连接，与第三模拟乘法器的引脚2相连接，通过电阻R13分别与第三0.9阶分数阶模块电路的LA引脚和模拟放大器A6的负极相连接，通过电阻R25与模拟放大器A11的负极相连接；模拟放大器A7的负极通过电阻R15与模拟放大器A9的输出端相连接，通过电阻R16与模拟放大器A7的输出端相连接；模拟放大器A7的正极接地；模拟放大器A7的输出端通过电阻R16与模拟放大器A7的负极相连接，通过电阻R19分别与第四0.9阶分数阶模块电路的LA引脚和模拟放大器A8的负极相连接；模拟放大器A8的负极与第四0.9阶分数阶模块电路的LA引脚相连接，通过电阻R17与模拟放大器A8的输出端相连接，通过电阻R18与模拟放大器A2的输出端相连接，通过电阻R19与模拟放大器A7的输出端相连接；模拟放大器A8的正极接地；模拟放大器A8的输出端与第四0.9阶分数阶模块电路的LB引脚相连接，通过电阻R17分别与第四0.9阶分数阶模块电路的LA引脚和模拟放大器A8的负极相连接，通过电阻R20分别与第五0.9阶分数阶模块电路的LA引脚和模拟放大器A9的负极相连接；模拟放大器A9的负极与第五0.9阶分数阶模块电路的LA引脚相连接，通过电阻R20与模拟放大器A8的输出端相连接，通过电阻R21与模拟放大器A1的输出端相连接，通过电阻R22与第二模拟乘法器的输出端相连接；模拟放大器A9的正极接地；模拟放大器A9的输出端与第五0.9阶分数阶模块电路的LB引脚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分数阶四翼混沌系统的保密通信方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1、建立如下0.9阶分数阶四翼混沌系统：d0.9x1dt0.9=a(y1-x1)+ey1z1d0.9y1dt0.9=cx1+dy1-x1z1d0.9z1dt0.9=-bz1+x1y1]]>其中，系统参数a＝14,b＝43,c＝‑1,d＝16,e＝4；步骤2、以上述0.9阶分数阶四翼混沌系统为驱动系统，基于驱动‑响应同步方法得到如下响应系统：d0.9x2dt0.9=a(y2-x2)+ey1z1d0.9y2dt0.9=cx2+dy1-x1z1d0.9z2dt0.9=-bz2+x1y1]]>其中，系统参数a＝14,b＝43,c＝‑1,d＝16,e＝4；步骤3、以0.9阶分数阶同步模块电路为基础，以所述驱动系统的状态变量作为驱动信号，以函数信号发生器产生的正弦信号为原始信号，将驱动信号加载到原始信号中生成合成信号，进行模拟信号传输；然后用所述响应系统中的状态变量作为解密信号，对传输过来的合成信号进行解密，得到还原信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于分数阶四翼混沌系统的保密通信方法，其特征在于
包括如下步骤：
步骤1、建立如下0.9阶分数阶四翼混沌系统：
d0.9x1dt0.9=a(y1-x1)+ey1z1d0.9y1dt0.9=cx1+dy1-x1z1d0.9z1dt0.9=-bz1+x1y1]]>其中，系统参数a＝14,b＝43,c＝-1,d＝16,e＝4；
步骤2、以上述0.9阶分数阶四翼混沌系统为驱动系统，基于驱
动-响应同步方法得到如下响应系统：
d0.9x2dt0.9=a(y2-x2)+ey1z1d0.9y2dt0.9=cx2+dy1-x1z1d0.9z2dt0.9=-bz2+x1y1]]>其中，系统参数a＝14,b＝43,c＝-1,d＝16,e＝4；
步骤3、以0.9阶分数阶同步模块电路为基础，以所述驱动系统
的状态变量作为驱动信号，以函数信号发生器产生的正弦信号为原始
信号，将驱动信号加载到原始信号中生成合成信号，进行模拟信号传
输；然后用所述响应系统中的状态变量作为解密信号，对传输过来的
合成信号进行解密，得到还原信号。
2.一种如权利要求1所述基于分数阶四翼混沌系统的保密通信
方法所构建的模拟电路，其特征在于：包括3个模拟乘法器、12个
模拟放大器、6个0.9阶分数阶模块电路和函数信号发生器，其中：
模拟放大器A1的负极通过电阻R1接模拟放大器A4的输出端，
通过电阻R2接模拟放大器A1的输出端；模拟放大器A1的正极接地；

\t模拟放大器A1的输出端通过电阻R2与模拟放大器A1的负极相连接，
通过电阻R4分别与第一0.9阶分数阶模块电路的LA引脚和模拟放大
器A3的负极相连接，通过电阻R9分别与第二0.9阶分数阶模块电路
的LA引脚和模拟放大器A4的负极相连接，通过电阻R21分别与第五
0.9阶分数阶模块电路的LA引脚和模拟放大器A9的负极相连接；
模拟放大器A2的负极通过电阻R5与第三模拟乘法器的输出端相
连接，通过电阻R6与模拟放大器A2的输出端相连接；模拟放大器
A2的正极接地；模拟放大器A2的输出端通过电阻R6与模拟放大器
A2的负极相连接，通过电阻R7分别与第一0.9阶分数阶模块电路的
LA引脚和模拟放大器A3的负极相连接，通过电阻R18分别与第四0.9
阶分数阶模块电路的LA引脚和模拟放大器A8的负极相连接；
模拟放大器A3的负极与第一0.9阶分数阶模块电路的LA引脚相
连接，通过电阻R3与模拟放大器A3的输出端相连接，通过电阻R4
与模拟放大器A1的输出端相连接，通过电阻R7与模拟放大器A2的
输出端相连接；模拟放大器A3的正极接地；模拟放大器A3的输出端
与第一0.9阶分数阶模块电路的LB引脚相连接，与第一模拟乘法器
的引脚1相连接，与第二模拟乘法器的引脚1相连接，通过电阻R3
分别与第一0.9阶分数阶模块电路的LA引脚和模拟放大器A3的负极
相连接，通过电阻R8分别与第二0.9阶分数阶模块电路的LA引脚和
模拟放大器A4的负极相连接；
模拟放大器A4的负极与第二0.9阶分数阶模块电路的LA引脚相
连接，通过电阻R8与模拟放大器A3的输出端相连接，通过电阻R9
与模拟放大器A1的输出端相连接，通过电阻R10与第二模拟乘法器
的输出端相连接；模拟放大器A4的正极接地；模拟放大器A4的输出
端与第二0.9阶分数阶模块电路的LB引脚相连接，与第一模拟乘法
器的引脚2相连接，与第三模拟乘法器的引脚1相连接，通过电阻
R1与模拟放大器A1的负极相连接；
模拟放大器A5的负极通过电阻R11与第一模拟乘法器的输出端
相连接，通过电阻R12与模拟放大器A5的输出端相连接；模拟放大
器A5的正极接地；模拟放大器A5的输出端通过电阻R12与模拟放大
器A5的负极相连接，通过电阻R14分别与第三0.9阶分数阶模块电
路的LA引脚和模拟放大器A6的负极相连接，通过电阻R24分别与第
六0.9阶分数阶模块电路的LA引脚和模拟放大器A10的负极相连接；
模拟放大器A6的负极与第三0.9阶分数阶模块电路的LA引脚相
连接，通过电阻R13与模拟放大器A6的输出端相连接，通过电阻R14
与模拟放大器A5的输出端相连接；模拟放大器A6的正极接地；模拟
放大器A6的输出端与第三0.9阶分数阶模块电路的LB引脚相连接，
与第二模...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾红艳，王庆合，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津;12