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一种非同步的保密通信系统   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2020-12-10
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2021-04-23
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2022-07-19
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2040-12-10
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN202011439669.2 申请日 2020-12-10
公开/公告号 CN112615711B 公开/公告日 2022-07-19
授权日 2022-07-19 预估到期日 2040-12-10
申请年 2020年 公开/公告年 2022年
缴费截止日
分类号 H04L9/00H04B10/50H04B10/85 主分类号 H04L9/00
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 5
权利要求数量 6 非专利引证数量 1
引用专利数量 2 被引证专利数量 0
非专利引证 1、2008.02.14CN 109873697 A,2019.06.11李齐良等《.基于耦合混沌半导体激光器之间双向信号传输的研究》《.中国激光》.2018,Dewang Chen ET AL.《.Bidirectionalcommunication with time-delay concealmentin a system combining all-opticalintensity and electrooptical phasechaos》《.Optics Communications》.2020,;
引用专利 US8644362B、WO2008017897A 被引证专利
专利权维持 2 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 杭州电子科技大学 当前专利权人 杭州电子科技大学
发明人 李齐良、林朗、奚小虎、胡淼、唐向宏、曾然 第一发明人 李齐良
地址 浙江省杭州市经济技术开发区白杨街道2号大街1158号 邮编 310018
申请人数量 1 发明人数量 6
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省杭州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
浙江千克知识产权代理有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
周希良
摘要
本发明涉及种非同步的保密通信系统,包括发送端和接收端,发送端和接收端间通信连接,在发送端中第一电混沌信号发生装置、编码器依次连接;第二电混沌信号发生装置、第一延时器、编码器依次连接;编码器与调制器连接,原始信号输入端接受原始信号、与信号处理器连接,信号处理器与调制器连接,调制器与发送器连接;接收端设有调制器、第二延时器、比较器、解调器,接收器、第二延时器、比较器、解调器依次连接,接收器还直接与比较器连接;发送器发送的信号会由接收器接收。本发明的系统实现了不需要接收端同步的混沌保密通信;具有成本低、性能稳定、误码率低、保密性强的特点。
  • 摘要附图
    一种非同步的保密通信系统
  • 说明书附图:图1
    一种非同步的保密通信系统
  • 说明书附图:图2
    一种非同步的保密通信系统
  • 说明书附图:图3
    一种非同步的保密通信系统
  • 说明书附图:图4
    一种非同步的保密通信系统
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-07-19 授权
2 2021-04-23 实质审查的生效 IPC(主分类): H04L 9/00 专利申请号: 202011439669.2 申请日: 2020.12.10
3 2021-04-06 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种非同步的保密通信系统,包括发送端和接收端,所述发送端和接收端间通信连接,其特征在于:
所述发送端设有第一电混沌信号发生装置、第二电混沌信号发生装置、第一延时器、编码器、调制器、信号处理器、原始信号输入端;所述第一电混沌信号发生装置、编码器依次连接;所述第二电混沌信号发生装置、第一延时器、编码器依次连接;所述编码器与调制器连接,所述原始信号输入端接受原始信号、与信号处理器连接,所述信号处理器与调制器连接,所述调制器与发送器连接;
所述接收端设有接收端调制器、第二延时器、比较器、解调器,接收器、第二延时器、比较器、解调器依次连接,接收器还直接与比较器连接;发送器发送的信号会由接收器接收;
所述编码器的四种编码方式分别为:设直接送至所述编码器的第一电混沌信号为x1(n),经过延时器延时后送至编码器的第二电混沌信号为x2(n+1),n表示一个离散的时刻,取 的最小值与最大值A、E,在A‑E中依序选取三个区间值B、C、D,所述编码器根据各个时刻的 值所属于(A,B)(B,C)(C,D)(D,E)的区间对应地对信号进行编码,使编码后的信号x(n)、x(n+1)为x(n)=‑|x1(n)|、x(n+1)=‑|x2(n+1)|;x(n)=‑|x1(n)|、x(n+1)=|x2(n+1)|;x(n)=|x1(n)|、x(n+1)=‑|x2(n+1)|;x(n)=|x1(n)|、x(n+1)=|x2(n+1)|;
所述比较器的工作方式为,设接收器直接送至比较器的调制信号为l(n)、经第二延时器延时后送至比较器的延时调制信号为l(n+1),n表示一个离散的时刻,取 的最小值与最大值A、E,在A‑E中依序选取三个区间值B、C、D,比较各个时刻的 分别属于(A,B)(B,C)(C,D)(D,E)中的哪一个区间;
所述解调器中设有四种解调电路,对应于比较器得出的 所属区间,依序分别使
用解调电路1、2、3、4;解调电路1的算法为:当l(n)<0且l(n+1)<0时,令还原信号s(n)=1、s(n+1)=0;当l(n)<0且l(n+1)>0时,令还原信号s(n)=1、s(n+1)=1;当l(n)>0且l(n+
1)<0时,令还原信号s(n)=0、s(n+1)=0;当l(n)>0且l(n+1)>0时,令还原信号s(n)=0、s(n+1)=1;解调电路2的算法为:当l(n)<0且l(n+1)<0时,令还原信号s(n)=1、s(n+1)=
1;当l(n)<0且l(n+1)>0时,令还原信号s(n)=1、s(n+1)=0;当l(n)>0且l(n+1)<0时,令还原信号s(n)=0、s(n+1)=1;当l(n)>0且l(n+1)>0时,令还原信号s(n)=0、s(n+1)=
0;解调电路3的算法为:当l(n)<0且l(n+1)<0时,令还原信号s(n)=0、s(n+1)=1;当l(n)<0且l(n+1)>0时,令还原信号s(n)=0、s(n+1)=0;当l(n)>0且l(n+1)<0时,令还原信号s(n)=1、s(n+1)=1;当l(n)>0且l(n+1)>0时,令还原信号s(n)=1、s(n+1)=0;解调电路4的算法为:当l(n)<0且l(n+1)<0时,令还原信号s(n)=0、s(n+1)=0;当l(n)<0且l(n+1)>0时,令还原信号s(n)=0、s(n+1)=1;当l(n)>0且l(n+1)<0时,令还原信号s(n)=
1、s(n+1)=0;当l(n)>0且l(n+1)>0时,令还原信号s(n)=1、s(n+1)=1;将各个时刻的s(n)、s(n+1)依次连接得到最终的还原信号

2.如权利要求1所述的一种非同步的保密通信系统,其特征在于,所述第一电混沌信号发生装置包括依次连接的第一混沌激光器、第一光电转换器,第一光电转换器与编码器连接;所述第二电混沌信号发生装置包括相连接的第二混沌激光器、第二光电转换器,第二光电转换器与第一延时器连接。

3.如权利要求1所述的一种非同步的保密通信系统,其特征在于,所述编码器的工作方式为:根据直接送至所述编码器的第一电混沌信号和经过延时器延时后送至编码器的第二电混沌信号的比较结果选择四种不同的编码方式之一。

4.如权利要求1所述的一种非同步的保密通信系统,其特征在于,所述信号处理器接收原始信号输入端发送的由“0”、“1”组成的原始信号,将其中的“0”变为“‑1”,“1”依然保持为“1”。

5.如权利要求3所述的一种非同步的保密通信系统,其特征在于,所述解调器中设有与所述编码器按四个区间编码相对应的四种解调电路。

6.如权利要求2所述的一种非同步的保密通信系统,其特征在于,所述第一混沌激光器的延迟为2.67ns,所述第二混沌激光器的延迟为1.50ns;所述第一混沌激光器的阈值电流为32mA,所述第二混沌激光器的阈值电流为14.7mA;所述第一混沌激光器的透明载流子数
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为1.6633×10 ,所述第二混沌激光器的透明载流子数为1.5000×10 ;所述第一混沌激光器及所述第二混沌激光器的工作波长为1550nm。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于光信息技术领域,具体涉及一种非同步的保密通信系统。

背景技术

[0002] 近年来,随着通信技术的快速进步,我们的日常生活已经离不开信息世界,那么信息的高速与安全传输就变得极其重要了。由于混沌序列具有类噪声、相关性强、长期行为不可预测、初值敏感性等优势,在保密通信领域的应用较好。传统的混沌通信系统需要进行同步,这就要求发送端和接收端利用混沌同步产生完全相同的混沌序列,即在发射端和接收端都需要有产生混沌信号的设备,使通信系统整体更为笨重、成本较高。为此,需要有一种保密通信方法与系统,其可以不需要接收端具有与发射端同步的混沌信号也能解调出原始信息信号,节省了成本、提高便携性。

发明内容

[0003] 基于现有技术中存在的上述缺点和不足,本发明的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个,换言之,本发明的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种非同步的保密通信系统。
[0004] 为了达到上述发明目的,本发明采用以下技术方案:
[0005] 一种非同步的保密通信系统,包括发送端和接收端,发送端和接收端间通信连接,发送端设有第一电混沌信号发生装置、第二电混沌信号发生装置、第一延时器、编码器、调制器、信号处理器、原始信号输入端;第一电混沌信号发生装置、编码器依次连接;第二电混沌信号发生装置、第一延时器、编码器依次连接;编码器与调制器连接,原始信号输入端接受原始信号、与信号处理器连接,信号处理器与调制器连接,调制器与发送器连接;
[0006] 接收端设有接收端调制器、第二延时器、比较器、解调器,接收器、第二延时器、比较器、解调器依次连接,接收器还直接与比较器连接;发送器发送的信号会由接收器接收。
[0007] 作为优选方案,第一电混沌信号发生装置包括依次连接的第一混沌激光器、第一光电转换器,第一光电转换器与编码器连接;第二电混沌信号发生装置包括相连接的第二混沌激光器、第二光电转换器,第二光电转换器与第一延时器连接。
[0008] 作为优选方案,编码器的工作方式为:根据直接送至编码器的第一电混沌信号和经过延时器延时后送至编码器的第二电混沌信号的比较结果选择四种不同的编码方式之一。
[0009] 作为优选方案,编码器的四种编码方式分别为:设直接送至编码器的第一电混沌信号为x1(n),经过延时器延时后送至编码器的第二电混沌信号为x2(n+1),n表示一个离散的时刻,取 的最小值与最大值A、E,在A‑E中依序选取三个区间值B、C、D,编码器根据各个时刻的 值所属于(A,B)(B,C)(C,D)(D,E)的区间对应地对信号进行编码,使编码后的信号x(n)、x(n+1)为x(n)=‑|x1(n)|、x(n+1)=‑|x2(n+1)|;x(n)=‑|x1(n)|、x(n+1)=|x2(n+1)|;x(n)=|x1(n)|、x(n+1)=‑|x2(n+1)|;x(n)=|x1(n)|、x(n+1)=|x2(n+1)|。
[0010] 作为优选方案,信号处理器接收原始信号输入端发送的由“0”、“1”组成的原始信号,将其中的“0”变为“‑1”,“1”依然保持为“1”。
[0011] 作为优选方案,比较器的工作方式为,设接收器直接送至比较器的调制信号为l(n)、经第二延时器延时后送至比较器的延时调制信号为l(n+1),n表示一个离散的时刻,取的最小值与最大值A、E,在A‑E中依序选取三个区间值B、C、D,比较各个时刻的分别属于(A,B)(B,C)(C,D)(D,E)中的哪一个区间。
[0012] 作为优选方案,解调器中设有四种解调电路,对应于比较器得出的 所属区间,依序分别使用解调电路1、2、3、4;解调电路1的算法为:当l(n)<0且l(n+1)<0时,令还原信号s(n)=1、s(n+1)=0;当l(n)<0且l(n+1)>0时,令还原信号s(n)=1、s(n+1)=1;当l(n)>0且l(n+1)<0时,令还原信号s(n)=0、s(n+1)=0;当l(n)>0且l(n+1)>0时,令还原信号s(n)=0、s(n+1)=1;解调电路2的算法为:当l(n)<0且l(n+1)<0时,令还原信号s(n)=1、s(n+1)=1;当l(n)<0且l(n+1)>0时,令还原信号s(n)=1、s(n+1)=0;当l(n)>0且l(n+1)<0时,令还原信号s(n)=0、s(n+1)=1;当l(n)>0且l(n+1)>0时,令还原信号s(n)=0、s(n+1)=0;解调电路3的算法为:当l(n)<0且l(n+1)<0时,令还原信号s(n)=0、s(n+1)=1;当l(n)<0且l(n+1)>0时,令还原信号s(n)=0、s(n+1)=0;当l(n)>0且l(n+1)<0时,令还原信号s(n)=
1、s(n+1)=1;当l(n)>0且l(n+1)>0时,令还原信号s(n)=1、s(n+1)=0;解调电路4的算法为:当l(n)<0且l(n+1)<0时,令还原信号s(n)=0、s(n+1)=0;当l(n)<0且l(n+1)>0时,令还原信号s(n)=0、s(n+1)=1;当l(n)>0且l(n+1)<0时,令还原信号s(n)=1、s(n+1)=0;当l(n)>0且l(n+1)>0时,令还原信号s(n)=1、s(n+1)=1。将各个时刻的s(n)、s(n+1)依次连接得到最终的还原信号
[0013] 作为优选方案,解调器中设有与编码器按四个区间编码相对应的四种解调电路。
[0014] 作为优选方案,第一混沌激光器的延迟为2.67ns,第二混沌激光器的延迟为1.50ns;第一混沌激光器的阈值电流为32mA,第二混沌激光器的阈值电流为14.7mA;第一混
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沌激光器的透明载流子数为1.6633×10 ,第二混沌激光器的透明载流子数为1.5000×10;
第一混沌激光器及第二混沌激光器的工作波长为1550nm。
[0015] 本发明与现有技术相比,有益效果是:
[0016] 1)实现了接收端不需要同步的混沌保密通信;
[0017] 2)具有成本低、性能稳定、误码率低、保密性强的特点。

实施方案

[0022] 为了更清楚地说明本发明实施例,下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,并获得其他的实施方式。
[0023] 实施例1:如图1所示,本实施例涉及一种非同步的保密通信系统,由可通信连接的发射端和接收端构成,发射端包括第一混沌激光器11和第二混沌激光器21;第一光电转换器12,第二光电转换器22;第一延时器23,编码器3,调制器5,信号处理器41。接收端包括第二延时器6,比较器7,解调器8。第一延时器23和第二延时器6的规格参数相同。第一混沌激光器11、第一光电转换器12、编码器3依次连接;第二混沌激光器21、第二光电转换器22、第一延时器23、编码器3依次连接;编码器3与调制器5连接,原始信号输入端接受原始信号40、与信号处理器41连接,信号处理器41与调制器5连接,调制器5与发送器连接。第一混沌激光器11和第二混沌激光器21的参数不相同,第一混沌激光器11的延迟为2.67ns,阈值电流为8
32mA,透明载流子数为1.6633×10 ,第二混沌激光器21的延迟为1.50s,阈值电流为
8
14.7mA,透明载流子数为1.5000×10。第一混沌激光器11和和第二混沌激光器21的工作波长均为1550nm。通过使用两个混沌激光器产生两个不同的光混沌信号,经过光电转化后变为电混沌信号。可以生成比单纯使用电路所产生的混沌信号更为复杂的原始混沌信号。
[0024] 在发射端中,第一混沌激光器11产生第一混沌光信号,发送至第一光电转换器12转换为第一电混沌信号,第二混沌激光器21产生第二混沌光信号,发送至第一光电转换器22转换为第二电混沌信号。第一电混沌信号直接送到编码器3。第二电混沌信号先送至第一延时器,经延时以后送至编码器3中。
[0025] 在编码器3中,设直接送至编码器3的第一电混沌信号为x1(n),延时后送至编码器3的第二电混沌信号为x2(n+1),将第一电混沌信号与延迟后的第二电混沌信号相除,并将相除的结果取绝对值 设相除结果的最小值为A,最大值为E,在A‑E中从小到大依序选取三个区间值B、C、D,将[A,E]分为4个范围(即(A,B)(B,C)(C,D)(D,E)),对应每个范围进行不同的编码,若 分别属于(A,B)(B,C)(C,D)(D,E),使编码后的信号x(n)、x(n+1)为x(n)=‑|x1(n)|、x(n+1)=‑|x2(n+1)|;x(n)=‑|x1(n)|、x(n+1)=|x2(n+1)|;x(n)=|x1(n)|、x(n+1)=‑|x2(n+1)|;x(n)=|x1(n)|、x(n+1)=|x2(n+1)|。从而使得编码出的信号能够不断切换。编码完成后将编码后的信号发送出去。经过上述延时后比较、再对信号进行编码,可以实现不同的编码方式,从而使发送的信号以各种不同的方式切换。
[0026] 原始信号40经过信号处理器41处理,在信号处理器41中,原始信号40中的“0”变为“‑1”,“1”依然保持为“1”。处理后的原始信号与编码器3发出的编码信号共同发送至调制器5,由调制器5相乘,生成的调制信号图像如图2所示,该调制信号用于信号传输,由发送器发送至接收端。
[0027] 接收端如图1所示,在接收端,接收器、第二延时器6、比较器7、解调器8依次连接,接收器还直接与比较器7连接,将所接收到的调制器5发出的调制信号分为两路,一路直接送至比较器7,另一路经过第二延时器6延时后再送至比较器7,在比较器7中,未经过延时的信号l(n)与经过第二延时器6延时的信号l(n+1)相除、取绝对值,并判断其落在编码时划分的4个范围(即(A,B)(B,C)(C,D)(D,E))中的哪个范围,当 分别属于(A,B)(B,C)(C,D)(D,E)时,对应的分别使用解调电路1、2、3、4;对应于比较器7比较出的 所属区间,对应的依序分别使用解调电路1、2、3、4;解调电路1的算法为:当l(n)<0且l(n+1)<0时,令还原信号s(n)=1、s(n+1)=0;当l(n)<0且l(n+1)>0时,令还原信号s(n)=1、s(n+1)=1;当l(n)>0且l(n+1)<0时,令还原信号s(n)=0、s(n+1)=0;当l(n)>0且l(n+1)>0时,令还原信号s(n)=0、s(n+1)=1;解调电路2的算法为:当l(n)<0且l(n+1)<0时,令还原信号s(n)=1、s(n+1)=1;当l(n)<0且l(n+1)>0时,令还原信号s(n)=1、s(n+1)=0;当l(n)>0且l(n+1)<0时,令还原信号s(n)=0、s(n+1)=1;当l(n)>0且l(n+1)>0时,令还原信号s(n)=0、s(n+1)=0;解调电路3的算法为:当l(n)<0且l(n+1)<0时,令还原信号s(n)=0、s(n+1)=1;当l(n)<0且l(n+1)>0时,令还原信号s(n)=0、s(n+1)=0;当l(n)>0且l(n+1)<0时,令还原信号s(n)=1、s(n+1)=1;当l(n)>0且l(n+1)>0时,令还原信号s(n)=1、s(n+1)=0;解调电路4的算法为:当l(n)<0且l(n+1)<0时,令还原信号s(n)=0、s(n+1)=0;当l(n)<0且l(n+1)>0时,令还原信号s(n)=0、s(n+1)=1;当l(n)>0且l(n+1)<0时,令还原信号s(n)=1、s(n+1)=0;当l(n)>0且l(n+1)>0时,令还原信号s(n)=1、s(n+1)=1。将各个时刻的s(n)、s(n+1)依次连接起来就得到了最终的还原信号比如输入解调器8的l(1)、l(1+1)可以得出s(1)、s(2);
输入l(3)、l(3+1)可以得出s(3)、s(4)……,将s(1)、s(2)、s(3)、s(4)……依次连接起来可以得到最后的还原信号
[0028] 为了更好地说明这个解调过程,附以下解调部分的程序:
[0029]
[0030]
[0031]
[0032] 通过将调制后的信号比较后在不同范围分别使用不同的解调电路解调,可以在接收端不进行同步的条件下恢复出原始信号。如图3、图4可以看出,经过解调器解调出的还原信号与原始信号完全一致。
[0033] 应当说明的是,以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明,对本领域的普通技术人员而言,依据本发明提供的思想,在具体实施方式上会有改变之处,而这些改变也应视为本发明的保护范围。

附图说明

[0018] 图1是本发明实施例1的一种非同步的保密通信系统的结构框图;
[0019] 图2是本发明实施例1的一种非同步的保密通信系统的调制信号的信号图;
[0020] 图3是本发明实施例1的一种非同步的保密通信系统的原始信号的信号图;
[0021] 图4是本发明实施例1的一种非同步的保密通信系统的还原信号的信号图。
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