一种时空混沌高维扩频信号产生方法技术

一种时空混沌高维扩频信号产生方法，包括：首先由初始化模块输入一系列输入参数；输入参数后，由耦合映射时空混沌产生高维时空混沌信号，由这个信号同时产生时空多维控制信号输出；控制待扩频的信号的时域参数和频率参数这样的通信参数的变化，从而产生多维控制的扩频信号；有效避免了现有技术中的一维映射产生的混沌信号保密性弱、时空混沌产生一维混沌信号，抗破译能力差以及一维混沌扩频信号抗干扰能力提升空间有限的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种时空混沌高维扩频信号产生方法
本专利技术涉及扩频信号产生方法
，具体涉及一种时空混沌高维扩频信号产生方法。
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，对于保密性和抗干扰等方面的要求越来越高，目前的简单的截短混沌序列的应用已经越来越无法满足应用的需求，需要从提高保密性方面出发，对混沌映射的选择、混沌信号的设计和混沌通信系统的设计等方面作进一步深入的研究。另外，高维时空混沌引入到扩频通信中以来，系统的保密性大大提高了，但是，作为一种高维的混沌系统，仅仅用于产生一维的混沌序列，其使用效率不高。具体而言具有如下缺陷：一维映射产生的混沌信号保密性弱；时空混沌产生一维混沌信号，抗破译能力差；一维混沌扩频信号抗干扰能力提升空间有限。为此，需要利用时空混沌产生高维扩频信号，来满足保密性和抗干扰等方面的需求。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种时空混沌高维扩频信号产生方法，有效避免了现有技术中的一维映射产生的混沌信号保密性弱、时空混沌产生一维混沌信号，抗破译能力差以及一维混沌扩频信号抗干扰能力提升空间有限的缺陷。为了克服现有技术中的不足，本专利技术提供了一种时空混沌高维扩频信号产生方法的解决方案，具体如下：一种时空混沌高维扩频信号产生方法，包括：利用耦合映射构造高维混沌系统，每一维对应不同通信参数，产生多维控制的扩频信号。进一步的，所述利用耦合映射构造高维混沌系统，每一维对应不同通信参数，产生多维控制的扩频信号的方法，具体包括：步骤1：首先由初始化模块输入一系列输入参数；进一步的，所述步骤1具体包括：初始化模块产生作为输入参数的初始序列初始序列由另一混沌映射产生或是随机产生。步骤2：输入参数后，由耦合映射时空混沌产生高维时空混沌信号，由这个信号同时产生时空多维控制信号输出；进一步的，所述步骤2具体包括：由初始序列根据公式(1)产生作为高维时空混沌信号的时空混沌矩阵图，所述时空混沌矩阵图的横轴为时间轴，所述时空混沌矩阵图的纵轴为空间轴，所述时间轴和空间轴上的信号就分别构成了时空多维控制信号的时域参数和频率参数。其中，n是离散时间，表示时间维的坐标，i是格子数，表示空间维的坐标，ε是耦合系数，0≤ε≤1，表示相邻空间格子的权值分配，f(.)是混沌映射，这里取f(.)为Logistic映射，其形式如下公式(2)所示：f(x)＝μx(1-x)，0＜x＜1(2)。步骤3：控制待扩频的信号的时域参数和频率参数这样的通信参数的变化，从而产生多维控制的扩频信号。进一步的，所述步骤3具体包括：步骤3-1：沿时间轴量化提取第一维信号；进一步的，所述步骤3-1具体包括：沿所述时间轴对时空混沌值进行直接量化，从而得到可以作为扩频序列的二值序列。步骤3-2：沿空间轴量化提取第二维信号；同样，进一步的，所述步骤3-2具体包括：沿所述空间轴对时空混沌值进行整数量化，从而得到可以作为频率跳变控制序列的整数序列，每个时刻共有L个整数。步骤3-3：沿空间轴排序提取第三维信号.进一步的，所述步骤3-3具体包括：对于每一个离散时间n，可产生L个格子值，将这L个格子值，从大到小，进行1到L的排序，这样每一个格子值都可得到一个序号j是格子的原始序列，的值是格子的排序序号；每个时刻，排序序号的选取可构成第三维控制信号，用于控制其它通信参数，同时用于选取第一和第二维产生的序列，从而构成时空混沌高维扩频信号。本专利技术的有益效果为：通过统一机制，同时产生实时多维控制的扩频信号，减少了实现的复杂度；而且，通信的参数易于控制和改变，大大增加了系统的保密性；同时每一维参数的周期都易于控制并可无限延长，对于保密性和抗干扰能力的提升具有很高的价值。附图说明图1是本专利技术的一种时空混沌高维扩频信号产生方法的原理框图。图2是本专利技术的时空混沌矩阵图。图3是本专利技术的沿空间轴排序提取第三维信号的示意图。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本专利技术做进一步地说明。如图1-图2所示，时空混沌高维扩频信号产生方法，包括：利用耦合映射构造高维混沌系统，每一维对应不同通信参数，产生多维控制的扩频信号。所述利用耦合映射构造高维混沌系统，每一维对应不同通信参数，产生多维控制的扩频信号的方法，具体包括：步骤1：首先由初始化模块输入一系列输入参数，这里任何一个输入参数的很小的差异都会产生完全不同的高维扩频信号；所述步骤1具体包括：首先，初始化模块产生作为输入参数的初始序列初始序列可以由另一混沌映射产生或是随机产生，如一维混沌映射：xn+1＝4xn(1-xn)，0＜xn＜1(2)。步骤2：输入参数后，由耦合映射时空混沌产生高维时空混沌信号，由这个信号同时产生时空多维控制信号输出；所述步骤2具体包括：由初始序列根据公式(1)可产生如图2所示的作为高维时空混沌信号的时空混沌矩阵图，所述时空混沌矩阵图的横轴为时间轴，所述时空混沌矩阵图的纵轴为空间轴，所述时间轴和空间轴上的信号就分别构成了时空多维控制信号的时域参数和频率参数。其中，n是离散时间，表示时间维的坐标，i是格子数，表示空间维的坐标，ε是耦合系数，0≤ε≤1，表示相邻空间格子的权值分配，f(.)是混沌映射，这里取f(.)为Logistic映射，其形式如下公式(2)所示：f(x)＝μx(1-x)，0＜x＜1(2)。μ为Logistic映射的参数，当3.569946…≤μ≤4时，该映射呈现混沌特性。作为多维控制的扩频信号的时空混沌高维扩频信号基于时空混沌矩阵图产生。步骤3：控制待扩频的信号的时域参数和频率参数这样的通信参数的变化，从而产生多维控制的扩频信号。所述步骤3具体包括：步骤3-1：沿时间轴量化提取第一维信号；所述步骤3-1具体包括：沿所述时间轴对时空混沌值进行直接量化，比如，以0.5作为判决门限值，大于等于0.5，量化为1，小于0.5量化为0，从而得到可以作为扩频序列的二值序列，如图2所示，可以产生L条时间轴二值序列，L为正整数。步骤3-2：沿空间轴量化提取第二维信号；同样，所述步骤3-2具体包括：沿所述空间轴对时空混沌值进行整数量化，比如，整数范围为1到q，通过进行处理，为向上取整运算，从而得到可以作为频率跳变控制序列的整数序列，每个时刻共有L个整数。步骤3-3：沿空间轴排序提取第三维信号.所述步骤3-3具体包括：对于每一个离散时间n，可产生L个格子值，将这L个格子值，从大到小，进行1到L的排序，这样每一个格子值都可得到一个序号j是格子的原始序列，的值是格本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种时空混沌高维扩频信号产生方法，其特征在于，包括：/n利用耦合映射构造高维混沌系统，每一维对应不同通信参数，产生多维控制的扩频信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种时空混沌高维扩频信号产生方法，其特征在于，包括：
利用耦合映射构造高维混沌系统，每一维对应不同通信参数，产生多维控制的扩频信号。


2.根据权利要求1所述的时空混沌高维扩频信号产生方法，其特征在于，所述利用耦合映射构造高维混沌系统，每一维对应不同通信参数，产生多维控制的扩频信号的方法，具体包括：
步骤1：首先由初始化模块输入一系列输入参数；
步骤2：输入参数后，由耦合映射时空混沌产生高维时空混沌信号，由这个信号同时产生时空多维控制信号输出；
步骤3：控制待扩频的信号的时域参数和频率参数这样的通信参数的变化，从而产生多维控制的扩频信号。


3.根据权利要求2所述的时空混沌高维扩频信号产生方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：
初始化模块产生作为输入参数的初始序列初始序列由另一混沌映射产生或是随机产生。


4.根据权利要求2所述的时空混沌高维扩频信号产生方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：由初始序列根据公式(1)产生作为高维时空混沌信号的时空混沌矩阵图，所述时空混沌矩阵图的横轴为时间轴，所述时空混沌矩阵图的纵轴为空间轴，所述时间轴和空间轴上的信号就分别构成了时空多维控制信号的时域参数和频率参数：



其中，n是离散时间，表示时间维的坐标，i是格子数，表示空间维的坐标，ε是耦合系数，0≤ε≤1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张剑，朱银霞，程剑，朱宏鹏，胡婧，田湘，李广侠，边东明，蔡君，
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