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专利号: 2020102278996
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于两级球形星座掩蔽的安全光接入方法,其特征在于,包括如下步骤:a、将Chua’s电路模型作为第一混沌模型,用于基于星座旋转的一级掩蔽因子的生成;

b、将Logistic模型作为第二混沌模型,用于基于星座伸缩的二级掩蔽因子的生成;

c、将两级掩蔽因子应用于三维CAP加密调制;

d、三维CAP解密解调。

2.根据权利要求1所述的基于两级球形星座掩蔽的安全光接入方法,其特征在于,步骤a中,Chua’s电路模型的表达式为:公式(1)中,参数o、p、q均为变量,取值范围o∈(-3,3),p∈(-1,1),q∈(-5,5);t表示步长,取值为大于零的整数;a、b、c、d均为常数;

建立O-XYZ空间直角坐标系,用于表示星座点的位置;通过Chua’s电路模型生成O、P、Q三个混沌序列,利用三个混沌序列的小数部分产生一级掩蔽因子,将一级掩蔽因子作为星座点依次绕X轴逆时针旋转角度ρi1,绕Y轴逆时针旋转角度ρi2,绕Z轴逆时针旋转角度ρi3,得到范围在(0,360)内的三组旋转角度,具体的规则为:公式(2)中,o、p、q为公式(1)中的变量,mod表示求余运算,floor表示对小数向下取整。

3.根据权利要求2所述的基于两级球形星座掩蔽的安全光接入方法,其特征在于,常数a、b、c、d分别设定为10、14.87、-1.27、-0.65;变量o、p、q的初始值oo,po,qo设定为0.2,-0.1,

0.2。

4.根据权利要求2或3所述的基于两级球形星座掩蔽的安全光接入方法,其特征在于,步骤b中,Logistic模型的表达式为:ln+1=μln(1-ln),l∈(0,1)         (3)公式(3)中,μ为分岔参数,取值范围4≥μ>3.569945672;初始值l0的取值范围为(0,1);

ln表示公式(3)迭代n次后得到的值;

利用l的小数部分进行基于星座伸缩的二级掩蔽因子的生成,并将二级掩蔽因子作为星座点伸缩比例因子ωi,具体的规则为:ωi=floor(mod(l·107,100))/100×2+1                     (4)。

5.根据权利要求4所述的基于两级球形星座掩蔽的安全光接入方法,其特征在于,μ取值为3.95。

6.根据权利要求4所述的基于两级球形星座掩蔽的安全光接入方法,其特征在于,步骤c包括:c-1、串并变换,将原始的一路串行的‘0’‘1’比特序列转换成四路并行的‘0’‘1’比特序列,得到行数为4的比特数据矩阵;

c-2、星座映射,将比特数据矩阵每一列的4个比特作为1组,将‘0’‘1’比特数据按照设定规则映射为星座点的符号信息,每个符号携带三部分信息,分别为三维星座中星座点在三个维度上的坐标;映射后得到三维星座图;

c-3、将三维星座图中的星座点依次绕X轴逆时针旋转角度ρi1,绕Y轴逆时针旋转角度ρi2,绕Z轴逆时针旋转角度ρi3,通过三次逆时针旋转实现基于星座旋转的一级星座掩蔽;

假定三维星座图中的某星座点Ci=(Ci1,Ci2,Ci3)T,星座点Ci=(Ci1,Ci2,Ci3)T经过三次逆时针旋转后依次得到星座点坐标C'i、C”i和C”'i;

c-4、根据伸缩因子ωi进行星座伸缩,实现基于星座伸缩的二级星座掩蔽,星座点坐标C””i变为:c-5、对经过两级球形星座掩蔽后的数据后面紧接着加入一串标准星座点符号作为训练序列,以便于在接收端基于训练序列对信道本身产生的星座旋转与伸缩影响进行消除;

c-6、对星座映射输出的符号信息进行M倍上采样,实现信号在频谱上的M倍周期延拓,得到上采样后的符号信息;

c-7、通过三个相互正交的FIR滤波器分别对上采样后的符号信息的三部分信息进行成型滤波;

c-8、三路并行信号相加和,完成整个基于两级球形星座掩蔽的加密调制,得到相应的调制信号。

7.根据权利要求6所述的基于两级球形星座掩蔽的安全光接入方法,其特征在于,步骤d包括:接收到的调制信号依次经过匹配滤波、下采样、基于训练序列的星座纠正、基于星座伸缩的一级解掩蔽和基于星座旋转的二级解掩蔽,便得到解密后的星座图;

再经过星座解映射、并串变换后,恢复得到原始的一路串行‘0’‘1’比特序列。