一种混沌序列产生方法及产生器技术

本发明专利技术公开了一种混沌序列产生方法。该方法包括步骤有迭代计算、伪码生成和选择输出，迭代计算对输入的初始值通过迭代计算方程进行迭代计算得到计算值，伪码生成产生伪随机序列码对计算值中的各位数据选择输出，由此可以使得产生输出的混沌序列具有较长的周期长度，并且还通过不动点检测步骤来检测造成不动点的初始值并替换该初始值，确保了混沌序列输出的连续性和非线性，还通过合理选择有限长度来节省硬件资源。另外，本发明专利技术还公开了一种混沌序列产生装置。

【技术实现步骤摘要】
一种混沌序列产生方法及产生器
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种混沌序列产生方法及产生器。
技术介绍
混沌是非线性动力学的一种很特殊的运动，它具有类似随机的特性，对初值极其敏感，周期无限长，这些特性使得混沌被越来越多的应用到混沌通信、混沌控制、信号处理等方面。在现代数字通信中，混沌序列可以用于加密编码，但是在实际应用中，会出现有限精度的问题，即在有限精度条件下，产生的混沌序列不再是无周期，甚至不是长周期的，而是出现短周期的行为。而一旦周期变短，混沌序列的线性复杂度也随之减小，保密性和抗截获性能都会大大降低。另外，若是不断提高精度，采用更长比特位的精度，则会消耗更多的硬件资源，例如通过FPGA(Field‐ProgrammableGateArray现场可编程门阵列)实现时就会造成FPGA所消耗的硬件资源不断提高，成本增加。为此，需要提供有限精度的混沌序列，来满足长周期应用和较少硬件资源消耗的需求。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种混沌序列产生方法及产生器，解决现有技术中的混沌序列精度过长带来的硬件资源消耗问题和混沌序列周期过短造成的保密性不强的问题。本专利技术还提供了一种混沌序列产生方法实施例，包括以下步骤：迭代计算，构建迭代计算器，向所述迭代计算器输入初始值，所述迭代计算器基于所述初始值通过迭代计算方程进行迭代计算并输出计算值；伪码生成，利用伪随机序列发生器产生输出伪随机序列码；选择输出，由所述伪随机序列码控制选择所述计算值中的各位数据连续输出。在本专利技术混沌序列产生方法的另一个实施例中，所述迭代计算方程是：其中，x(n+1)为迭代值，0＜x(n+1)＜1，n≥0，x(0)为输入的所述初始值，y(n)为所述计算值，是x(n)的无符号二进制小数表示式且取前b个比特，所述计算值中的各位数据对应所述的前b个比特的各二进制数；所述伪随机序列发生器是m序列产生器，所述伪随机序列码是m序列伪随机码。在本专利技术混沌序列产生方法的另一个实施例中，所述迭代计算中还包括不动点检测，当所述初始值x(0)在进行迭代计算时，输出的所述计算值保持固定值不变时，则检测出所述初始值并替换所述输入初始值。在本专利技术混沌序列产生方法的另一个实施例中，所述迭代计算得到的计算值的周期与所述m序列产生器输出的m序列伪随机码的周期互质。在本专利技术混沌序列产生方法的另一个实施例中，所述迭代计算的初始值、迭代值和计算值均为有限长度为31比特的无符号二进制小数，所述m序列是31阶m序列，输出的m序列伪随机码以5比特数字序列进行划分并对所述计算值的31比特的无符号二进制小数选择输出。本专利技术还提供了一种混沌序列产生器，包括：迭代计算单元，基于输入的初始值通过迭代计算方程进行迭代计算，并输出计算值；伪随机序列发生单元，产生输出伪随机序列码；选择控制单元，接收来自所述伪随机序列发生单元输出的伪随机序列码，利用所述伪随机序列码控制选择所述迭代计算单元输出的所述计算值中的各位数据连续输出。在本专利技术混沌序列产生器另一实施例中，所述计算单元中的所述迭代计算方程是：其中，x(n+1)为迭代值，0＜x(n+1)＜1，n≥0，x(0)为所述初始值，y(n)为所述计算值，是x(n)的无符号二进制小数表示式且取前b个比特，所述计算值中的各位数据对应所述的前b个比特的各二进制数；所述伪随机序列发生单元是m序列产生单元，所述伪随机序列码是m序列伪随机码。在本专利技术混沌序列产生器另一实施例中，所述混沌序列产生器还包括用于检测所述迭代计算单元输出的所述计算值是否存在固定不变值的不动点检测单元，当所述输入初始值x(0)在进行迭代计算时，输出的所述计算值存在固定不变值时，则检测出所述初始值并更换所述初始值。在本专利技术混沌序列产生器另一实施例中，所述迭代计算单元得到的计算值的周期与所述m序列产生单元输出的m序列伪随机码的周期互质。在本专利技术混沌序列产生器另一实施例中，所述迭代计算的初始值、迭代值和计算值均为有限长度为31比特的无符号二进制小数，所述m序列是31阶m序列，输出的m序列伪随机码以5比特数字序列进行划分，并对所述计算值的31比特的无符号二进制小数选择输出。本专利技术的有益效果是：本专利技术公开了一种混沌序列产生方法，该方法包括步骤迭代计算、伪码生成和选择输出，迭代计算对输入的初始值通过迭代计算方程进行迭代计算得到计算值，伪码生成产生伪随机序列码对计算值中的各位数据选择输出，由此可以使得产生输出的混沌序列具有较长的周期长度，并且还通过不动点检测步骤来检测造成不动点的初始值并替换该初始值，确保了混沌序列输出的连续性和非线性，还通过合理选择有限长度来节省硬件资源。附图说明图1是根据本专利技术混沌序列产生方法一实施例的流程图；图2是根据本专利技术混沌序列产生方法一实施例中的不动点产生示意图；图3是根据本专利技术混沌序列产生器一实施例的组成图；图4是根据本专利技术混沌序列产生器另一实施例中的电路组成示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例，对本专利技术进行更详细的说明。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本专利技术。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。图1显示了本专利技术混沌序列产生方法一实施例的流程图。在图1中，包括：步骤S101：迭代计算，构建迭代计算器，向所述迭代计算器输入初始值，所述迭代计算器基于所述初始值通过迭代计算方程进行迭代计算并输出计算值。步骤S102：伪码生成，利用伪随机序列发生器产生输出伪随机序列码。步骤S103：选择输出，由所述伪随机序列码控制选择所述计算值中的各位数据连续输出。这里，在步骤S101中，通过迭代计算可以产生混沌序列输出，但是仅通过迭代计算产生的混沌序列的周期长度会有一定限制，特别是在输出的计算值是有限长度的情况下，产生的混沌序列的周期长度会受到限制。为此，通过步骤S102又进一步提供了一个伪随机序列码，然后在步骤S103，通过该伪随机序列码对输出的计算值中各位数据进行随机选择控制输出，由此进一步提高了每一个计算值中各位数据的输出随机性，可以提高输出的混沌序列的周期长度。该周期长度的最优的一种情况是由迭代计算器输出的计算值的周期长度与伪随机序列发生器产生输出的伪随机序列码的周期长度的乘积。针对步骤S101，其中的迭代计算方程优选为：其中，x(n+1)为迭代值，0＜x(n+1)＜1，n≥0，表示迭代运算的迭代次数，当n＝0对应的x(0)为所述初始值，y(n)为迭代计算的所述计算值。由于要保证0＜x(n+1)＜1，对y(n)就有一定的限制，也要满足0＜y(n)＜1。在表示形式上，y(n)是无符号二进制小数的表示式，举例而言，若y(n)＝0.5，若以有限长度是四位长度的无符号二进制小数来表示则为“1000”，其中第一位“1”对应的是2-1，第二位“0”对应的是2-2，第三位“0”对应的是2-3，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混沌序列产生方法，其特征在于，包括以下步骤：迭代计算，构建迭代计算器，向所述迭代计算器输入初始值，所述迭代计算器基于所述初始值通过迭代计算方程进行迭代计算并输出计算值；伪码生成，利用伪随机序列发生器产生输出伪随机序列码；选择输出，由所述伪随机序列码控制选择所述计算值中的各位数据连续输出。

【技术特征摘要】
1.一种混沌序列产生方法，其特征在于，包括以下步骤：迭代计算，构建迭代计算器，向所述迭代计算器输入初始值，所述迭代计算器基于所述初始值通过迭代计算方程进行迭代计算并输出计算值；伪码生成，利用伪随机序列发生器产生输出伪随机序列码；选择输出，由所述伪随机序列码控制选择所述计算值中的各位数据连续输出。2.根据权利要求1所述的混沌序列产生方法，其特征在于，所述迭代计算方程是：其中，x(n+1)为迭代值，0＜x(n+1)＜1，n≥0，x(0)为输入的所述初始值，y(n)为所述计算值，是x(n)的无符号二进制小数表示式且取前b个比特，所述计算值中的各位数据对应所述的前b个比特的各二进制数；所述伪随机序列发生器是m序列产生器，所述伪随机序列码是m序列伪随机码。3.根据权利要求2所述的混沌序列产生方法，其特征在于，所述迭代计算中还包括不动点检测，当所述初始值x(0)在进行迭代计算时，输出的所述计算值保持固定值不变时，则检测出所述初始值并替换所述输入初始值。4.根据权利要求3所述的混沌序列产生方法，其特征在于，所述迭代计算得到的计算值的周期与所述m序列产生器输出的m序列伪随机码的周期互质。5.根据权利要求4所述的混沌序列产生方法，其特征在于，所述迭代计算的初始值、迭代值和计算值均为有限长度为31比特的无符号二进制小数，所述m序列是31阶m序列，输出的m序列伪随机码以5比特数字序列进行划分并对所述计算值的31比特的无符号二进制小数选择输出。6.一种混沌序列产生器，其特征在于，包括：迭代...

【专利技术属性】
技术研发人员：张剑，朱银霞，程剑，李广侠，朱宏鹏，朱文明，石盛超，唐璟宇，朱鑫昱，徐星辰，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32