1.一种基于功分复用四维区域联合加密的信息传输方法,其特征在于,所述方法包括:在发送端,利用第一类扰动因子对功率分配占比最高的一路输入数据进行比特循环加密,对比特循环加密后的数据进行星座映射并利用第二类扰动因子对其星座图进行旋转扰动加密;
利用第一类扰动因子对其他路输入数据进行比特循环加密,对比特循环加密后的数据进行星座映射;
按照指定的功率分配策略,将经过星座图旋转扰动加密的功率分配占比最高的一路输入数据和经过星座映射的其他路输入数据叠加为一路数据,并利用第二类扰动因子对叠加后的数据的星座图进行区域联合星座扰动加密;
对经过区域联合星座扰动加密的数据进行调制和发送;
在接收端,利用第二类扰动因子对接收信号进行星座混沌解扰后,用串行干扰消除策略消除多路信号之间的多址干扰,并对分解出的各路信号以与发送端相反的处理方式进行解密、解映射、解调,恢复出原始数据流;
其中,所述第一类扰动因子和所述第二类扰动因子由两层级联的混沌系统生成,且一级混沌系统的输出为二级混沌系统提供初始值,其中一级混沌系统生成包括两个混沌序列(x,y)的第一类扰动因子,二级混沌系统生成包括两个混沌序列(z,w)的第二类扰动因子。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,一级混沌系统的表达式为:,
二级混沌系统的表达式为:
,
其中,a、b、c、d、e、f是控制参数,(x,y,z,w)为混沌系统生成的混沌序列,代表系统的状态向量,初始值记为(x0,y0,z0,w0),基于给定的x0、y0,z0=1+kπ,w0=1+pπ, ,。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,利用第一类扰动因子对输入数据进行比特循环加密包括:以混沌序列x或y对输入数据进行比特循环加密,以s代表混沌序列x或y,加密过程包括:将混沌序列s进行二进制转换,取二进制表示中的末尾比特构成伪随机序列 ,v为该序列的长度,再由 生成两个伪随机序列Mi、Ni,表示如下:,
,
T是0到v之间的某个整数,当两个伪随机序列Mi和Ni确定后,对一路输入数据的比特循环加密过程表示为:,
其中,Ai表示待加密的一路数据中第i个数据,Ei为加密后的数据, 为异或符号,循环比特移动运算表达式为 ,h是循环的比特长度。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,利用第二类扰动因子对星座图进行旋转扰动加密包括:利用混沌序列z对星座图进行旋转扰动加密,处理过程如下:,
其中,C为未加密的星座坐标,C’为加密的星座坐标,floor()表示向下取整,j表示复数的表现形式。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,利用第二类扰动因子对叠加后的数据的星座图进行区域联合星座扰动加密包括:由混沌序列w确定一个伪加密点,寻找离该伪加密点最近的一个星座点,基于该星座点坐标确定其所在的角度,将叠加后的星座点按这个角度进行掩蔽。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,确定伪加密点包括:对混沌序列w进行预处理: ,其中wi表示混沌序列w中的第i个数,利用混沌序列生成伪加密星座点 ;
记星座点的位置为L(I,Q),伪加密星座点与星座点之间的距离d表示为:,最短距离为dL: ,基于距离最短的星座点
的坐标(IL,QL)确定掩蔽星座角度为: ,加扰后星座点的位置L'为:。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,对比特循环加密后的数据进行星座映射包括:对比特循环加密后的数据进行QAM映射。
8.一种基于功分复用四维区域联合加密的信息传输系统,其特征在于,包括发送端、扰动因子生成模块、接收端,其中扰动因子生成模块由两层级联的混沌系统组成,且一级混沌系统的输出为二级混沌系统提供初始值,其中一级混沌系统生成包括两个混沌序列(x,y)的第一类扰动因子,二级混沌系统生成包括两个混沌序列(z,w)的第二类扰动因子;
所述发送端包括:
比特循环加密模块,用于利用第一类扰动因子对各路输入数据进行比特循环加密;
星座映射及扰动模块,用于对比特循环加密后的功率分配占比最高的一路数据进行星座映射并利用第二类扰动因子对其星座图进行旋转扰动加密;
星座映射模块,用于对比特循环加密后的其他路数据进行星座映射;
功分复用叠加模块,用于按照指定的功率分配策略,将经过星座图旋转扰动加密的功率分配占比最高的一路输入数据和经过星座映射的其他路输入数据叠加为一路数据;
星座混乱加扰模块,用于利用第二类扰动因子对叠加后的数据的星座图进行区域联合星座扰动加密;
调制及发送模块,用于对经过区域联合星座扰动加密的数据进行调制和发送;
所述接收端包括:
接收及解调模块,用于接收信号并进行解调;
星座混乱解扰模块,用于利用第二类扰动因子对接收信号进行星座混沌解扰;
连续干扰消除模块,用于利用串行干扰消除策略消除多路信号之间的多址干扰;
星座解扰解映射模块,用于利用第二类扰动因子对功率分配占比最高的一路数据的星座图进行旋转扰动解密;
星座解映射模块,用于对其他路数据进行星座解映射;
比特循环解密模块,用于利用第一类扰动因子对各路数据进行比特循环解密。
9.一种计算机设备,其特征在于,包括:
一个或多个处理器;
存储器;以及
一个或多个程序,其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中,并且被配置为由所述一个或多个处理器执行,所述程序被处理器执行时实现如权利要求1‑7中任一项所述的基于功分复用四维区域联合加密的信息传输方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1‑7任一项所述的基于功分复用四维区域联合加密的信息传输方法的步骤。