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专利号: 2025100351913
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:2026-01-08
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于联合索引调制的信号传输方法,其特征在于,包括:获取待发送的信号、第一密钥初值、第二密钥初值;

将所述第一密钥初值通过一维混沌系统生成一维混沌序列W,将所述第二密钥初值通过三维混沌系统生成三维混沌序列X、Y、Z;

利用所述三维混沌序列中的X对所述待发送的信号进行异或处理,得到异或处理后的信号;将所述异或处理后的信号进行子块划分,得到子块矩阵;利用所述三维混沌序列中的Y、Z对所述子块矩阵进行置乱处理,得到置乱处理后的信号;

将所述第一密钥初值和第二密钥初值分别进行二进制转换和串并变换,得到变换后的第一密钥初值和变换后的第二密钥初值;将所述变换后的第一密钥初值按照第一预设采样次数进行上采样,得到采样后的第一密钥初值,将所述变换后的第二密钥初值按照第二预设采样次数进行上采样,得到采样后的第二密钥初值;将采样后的第一密钥初值和采样后的第二密钥初值分组进行高低位交织和串并变换,得到密钥矩阵,所述密钥矩阵中每个单元包括4比特混合密钥;所述混合密钥中的2比特高位来自采样后的第一密钥初值,所述混合密钥中的2比特低位来自采样后的第二密钥初值;

将置乱处理后的信号分成N组,每组包括9比特信号,将9比特信号分为3块,每块包括3比特信号;利用预设的联合索引调制规则表,根据4比特混合密钥,确定每块3比特信号插入空子载波上的位置,并对空子载波的静默位置进行静默处理,得到索引后的子载波,其中所述空子载波为四列;将所述索引后的子载波进行两种星座模式映射,得到三维星座图;所述三维星座图包括两种星座模式分别对应的星座点和原点处产生的星座点;其中,静默处理的空子载波经过逆快速傅里叶变换,得到所述原点处产生的星座点;

利用一维混沌序列W对所述三维星座图进行星座旋转加密,得到加密后的信号;

将所述加密后的信号进行OFDM调制,得到调制后的信号,将所述调制后的信号通过光纤信道传输至接收端;

利用预设的联合索引调制规则表,根据4比特混合密钥,确定每块3比特信号插入空子载波上的位置,并对空子载波的静默位置进行静默处理,得到索引后的子载波,包括:当4比特混合密钥为0000时,四列索引后的子载波为 ;其中,0表示静默子载波,SA表示星座模式A对应的子载波,SB表示星座模式B对应的子载波;

当4比特混合密钥为0001时,四列索引后的子载波为 ;

当4比特混合密钥为0010时,四列索引后的子载波为 ;

当4比特混合密钥为0011时,四列索引后的子载波为 ;

当4比特混合密钥为0100时,四列索引后的子载波为 ;

当4比特混合密钥为0101时,四列索引后的子载波为 ;

当4比特混合密钥为0110时,四列索引后的子载波为 ;

当4比特混合密钥为0111时,四列索引后的子载波为 ;

当4比特混合密钥为1000时,四列索引后的子载波为 ;

当4比特混合密钥为1001时,四列索引后的子载波为 ;

当4比特混合密钥为1010时,四列索引后的子载波为 ;

当4比特混合密钥为1011时,四列索引后的子载波为 ;

当4比特混合密钥为1100时,四列索引后的子载波为 ;

当4比特混合密钥为1101时,四列索引后的子载波为 ;

当4比特混合密钥为1110时,四列索引后的子载波为 ;

当4比特混合密钥为1111时,四列索引后的子载波为 。

2.根据权利要求1所述的基于联合索引调制的信号传输方法,其特征在于,所述一维混沌系统表示为:;

式中, 表示一维混沌序列W的第n项; 表示分岔参数; 表示超参数。

3.根据权利要求1所述的基于联合索引调制的信号传输方法,其特征在于,所述三维混沌系统表示为:;

式中,X、Y、Z表示三维状态变量; 、 、 表示X、Y、Z分别对时间t的导数;a、b、c、d、e为系统参数。

4.根据权利要求1所述的基于联合索引调制的信号传输方法,其特征在于,利用所述三维混沌序列中的X对所述待发送的信号进行异或处理,包括:;

式中, 表示异或处理后的信号; 表示待发送的信号; 表示异或处理;

表示三维混沌序列X小数点后第8位的值; 表示余数函数; 表示向下取整函数; 表示三维混沌序列。

5.根据权利要求1所述的基于联合索引调制的信号传输方法,其特征在于,利用所述三维混沌序列中的Y、Z对所述子块矩阵进行置乱处理,得到置乱处理后的信号,包括:将三维混沌序列中Y小数点后第6位的值Y1升序排序后去倒数生成矩阵,然后与Y1相乘生成第一置乱方阵Y2;将Z小数点后第6位的值Z1升序排序后去倒数生成矩阵,然后与Z1相乘生成第二置乱方阵Y2,所述第一置乱方阵Y2和第二置乱方阵Z2表示为:;

其中, 表示升序排序函数; 表示余数函数;

分别提取出第一置乱方阵Y2、第二置乱方阵Z2中1的位置,生成第一置乱序列、第二置乱序列;

分别利用第一置乱序列、第二置乱序列对子块矩阵的行、列维度进行置乱,得到置乱处理后的信号。

6.根据权利要求1或2所述的基于联合索引调制的信号传输方法,其特征在于,所述加密后的信号表示为:;

式中, 表示星座图中星座点绕x轴旋转后的坐标; 表示星座图中星座点绕y轴旋转后的坐标; 表示星座图中星座点绕z轴旋转后的坐标; 表示星座图中星座点的坐标;

表示 的横坐标; 表示 的纵坐标; 表示 的竖坐标; 表示 的横坐标; 表示 的纵坐标; 表示 的竖坐标; 表示 的横坐标; 表示 的纵坐标;

表示 的竖坐标; 表示星座图中星座点绕x轴旋转的角度; 表示星座图中星座点绕y轴旋转的角度; 表示星座图中星座点绕z轴旋转的角度; 表示向下取整函数;

表示余数函数。

7.一种基于联合索引调制的信号传输装置,其特征在于,包括处理器及存储介质;

所述存储介质用于存储指令;

所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1至6任一项所述方法。