一种偏振、相位和模式动态扰动方法技术

本发明专利技术公开了一种偏振、相位和模式动态扰动方法，属于通信技术领域，基于结合蔡氏多涡卷混沌系统和Logistic混沌系统，采用不同的置乱参数分别对通信系统中的偏振、相位、模式分别进行置乱加密，在接收端用置乱向量生成解密序列进行解密；由于蔡氏多涡卷系统的吸引因子和子载波的可独立操作性，该通信系统可以获得较大的安全密钥空间；该方法具有良好的抗非法接收性能，极大地提升了用户通信的安全性，并且为未来的光多载波的发展指明了一条潜在的道路。

【技术实现步骤摘要】
一种偏振、相位和模式动态扰动方法
本专利技术属于通信
，具体涉及一种偏振、相位和模式动态扰动方法。
技术介绍
光纤通信已经成为网络信息的重要物理载体和骨干基础设施，超过90%的网络流量都是通过光纤传输和传送的。近年来，OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)即正交频分复用技术在各种光学系统中得到了广泛的关注，其通过频分复用实现高速串行数据的并行传输,具有较好的抗多径衰弱的能力，能够支持多用户接入。然而在海底和陆地光缆以及用户接入光纤等场景中，网络信息都存在被窃听的风险。因此非常有必要对光纤中的高速光信号进行加密传输。在提出的各种安全技术中，大部分都集中在媒体访问控制(MAC)层等高层的加密协议上。它只加密信息数据，不能保证系统的绝对安全。而物理层上的加密本质上可以在更高的层上增强安全过程，这将使整体得系统变得更加安全。OFDM信号掩蔽可以采用混沌序列置换，使信号具有高度不可预测性和噪声性。另一方面，由于OFDM信号的数字处理方便，在不改变任何光电模块的情况下实现数据加密是可行的。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种偏振、相位和模式动态扰动方法，其特征在于：包括如下步骤：/n1）首先将来自用户的比特数据流进行正交幅度调制由比特数据映射为符号数据；/n2）然后利用蔡氏多涡卷混沌系统和Logistic混沌系统联合得出置乱向量；/n3）利用步骤2）中的置乱向量对步骤1）中符号数据的偏振、相位和模式进行混沌置乱实现数据加密，置乱过程分为子载波内和子载波间置乱；/n4）将通过步骤3）加密后的符号数据映射到各自的子载波上，之后使用IFFT实现OFDM调制；此时完成了OFDM符号的加密映射；/n5）将步骤4）中加密的OFDM符号通过电光转换调制到模式被置乱的光信号上；再通过光纤链路后传入接收端，此时完成了加密信...

【技术特征摘要】
1.一种偏振、相位和模式动态扰动方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）首先将来自用户的比特数据流进行正交幅度调制由比特数据映射为符号数据；
2）然后利用蔡氏多涡卷混沌系统和Logistic混沌系统联合得出置乱向量；
3）利用步骤2）中的置乱向量对步骤1）中符号数据的偏振、相位和模式进行混沌置乱实现数据加密，置乱过程分为子载波内和子载波间置乱；
4）将通过步骤3）加密后的符号数据映射到各自的子载波上，之后使用IFFT实现OFDM调制；此时完成了OFDM符号的加密映射；
5）将步骤4）中加密的OFDM符号通过电光转换调制到模式被置乱的光信号上；再通过光纤链路后传入接收端，此时完成了加密信号的传输；
6）在接收端，首先对通过步骤5）传输的加密信息模式进行重组解密，再通过光电转换将光信号转换为电信号；
7）在OFDM符号解映射单元，对步骤6）转化的电信号利用偏振和相位置换向量进行解密，此时正确地提取符号并解映射；
8）通过并串变换对步骤7）解映射后的信号进行处理恢复出原始数据。


2.根据权利要求1所述的一种偏振、相位和模式动态扰动方法，其特征在于：所述的蔡氏多涡卷混沌系统定义如下：（1）；
其中，函数f（x）为：

（2）；
式中参数x，y，z，t是变量，取值区间为(0,1)，当常量参数α,β,δ,ε设置为时，系统处于混沌状态；所述的Logistic混沌系统生成密钥hi+1：（3）；通过公式（1）-（3）得到原始的x,y,z,h不同的混沌序列，具有三个参数的混沌序列x,y,z用来生成置乱向量。


3.根据权利要求2所述的一种偏振、相位和模式动态扰动方法，其特征在于：所述的x,y用于子载波内置乱，z用于子载波间置乱，h用于模式间置乱；将x,y,h进行如下预处理后可得到序列，其中是将序列x,y,h进行运算后得到的序列，将序列应用于步骤2）中计算得到置乱向量：

（4）；

（5）；

（6）；
通过如下操作可得到置乱后的模式置乱密钥序列l：

（7）；
式中，函数为将序列和序列进行比特位异或操作。


4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘博，忻向军，任建新，毛雅亚，唐荣，王瑞春，沈磊，李良川，周锐，王光全，吴泳峰，孙婷婷，赵立龙，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32