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专利号: 2025112782417
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:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于双通道架构的高阶信号传输方法,其特征在于,包括:获取待传输的原始数据和密钥初值;

将所述密钥初值通过四维混沌系统生成四维混沌序列X、Y、Z、V;

利用四维混沌序列中的X、Y对所述原始数据进行XOR运算,得到异或数据;

对所述异或数据进行串并变换、QAM映射、空子载波映射,得到星座图;

利用四维混沌序列中的Z、V生成列置换顺序,通过列置换顺序对所述星座图进行子载波列置换,得到OFDM加密数据;

对所述OFDM加密数据进行DSM调制,得到基带信息流,对所述密钥初值进行DSM调制,得到基带密钥流;

通过任意波形发生器驱动光学I/Q调制器将基带信息流和基带密钥流分别加载至光载波的正交分量,合成QPSK光调制信号;

将所述QPSK光调制信号传输至传输链路进行相干传输;

对所述OFDM加密数据进行DSM调制,得到基带信息流,包括:根据列置换顺序生成OFDM加密数据的子载波能量分布;

对超过预设子载波能量的OFDM加密数据进行非线性压缩,对未超过预设子载波能量的OFDM加密数据进行增益提升,得到预压缩数据;

对所述预压缩数据中的实部数据信号进行1bit噪声量化,得到数据量化噪声;

根据动态过采样率,对所述数据量化噪声进行实时频谱分析,得到数据过采样噪声;

将所述数据过采样噪声输入三阶自适应DSM调制器,利用三阶自适应DSM调制器中的积分器和负反馈环路对所述数据过采样噪声进行噪声整形,得到数据整形噪声;

将数据整形噪声转移至OFDM加密数据的频谱保护间隔,得到基带信息流;

对所述密钥初值进行DSM调制,得到基带密钥流,包括:对所述密钥初值进行1bit噪声量化,得到密钥量化噪声;

基于密钥哈希值初始化的 Logistic 映射,生成所述密钥量化噪声的伪随机序列;

对所述密钥量化噪声的伪随机序列进行异或处理,得到异或密钥噪声;

根据预设过采样率,对所述异或密钥噪声进行实时频谱分析,得到密钥过采样噪声;

将所述密钥过采样噪声输入独立二阶 DSM 调制器,利用独立二阶 DSM调制器中的积分器和负反馈环路对所述密钥过采样噪声进行噪声整形,得到密钥整形噪声;

将密钥整形噪声转移至密钥初值的频谱保护间隔,得到基带密钥流。

2.根据权利要求1所述的基于双通道架构的高阶信号传输方法,其特征在于,所述四维混沌系统表示为:;

其中,X、Y、Z、V表示四维混沌序列; 、 、 、 表示X、Y、Z、V分别对时间t的导数;a、b、c、d表示四维混沌系统参数。

3.根据权利要求1所述的基于双通道架构的高阶信号传输方法,其特征在于,利用四维混沌序列中的X、Y对所述原始数据进行XOR运算,得到异或数据,包括:;

其中, 表示异或数据; 表示原始数据; 表示处理后的四维混沌序列;

表示XOR运算符;X、Y表示四维混沌序列; 表示绝对值函数; 表示向零舍入到最接近的整数; 表示余数函数。

4.根据权利要求1所述的基于双通道架构的高阶信号传输方法,其特征在于,所述OFDM加密数据表示为:;

其中, 表示第t时刻的OFDM加密数据; 、 分别表示第i个子载波上的信号实部分量、虚部分量; 表示第i个子载波的频率; 表示子载波数量; 表示虚数单位;

表示列置换矩阵。

5.根据权利要求1所述的基于双通道架构的高阶信号传输方法,其特征在于,所述三阶自适应DSM调制器中的积分器的系数通过神经网络模型实时优化,所述神经网络模型的参数通过子载波信噪比实时调整;

所述三阶自适应DSM调制器中的负反馈环路包括子载波间干扰补偿因子。

6.根据权利要求1所述的基于双通道架构的高阶信号传输方法,其特征在于,所述动态过采样率根据高频分量占比动态配置;

若所述高频分量占比超过预设占比,将动态过采样率配置为第一过采样倍数;

若所述高频分量占比未超过预设占比,将动态过采样率配置为第二过采样倍数。

7.根据权利要求1所述的基于双通道架构的高阶信号传输方法,其特征在于,所述独立二阶 DSM调制器中的负反馈环路包括密钥完整性校验因子。

8.根据权利要求1所述的基于双通道架构的高阶信号传输方法,其特征在于,所述独立二阶 DSM调制器中的积分器的系数与三阶自适应DSM调制器中的积分器的系数之间为正交噪声谱分布。

9.根据权利要求1所述的基于双通道架构的高阶信号传输方法,其特征在于,还包括:根据基带密钥流中的同步码,对所述基带信息流和基带密钥流进行时钟锁定,控制基带信息流和基带密钥流的时序偏差在预设符号周期内。

10.一种基于双通道架构的高阶信号传输系统,其特征在于,包括:数据获取模块,用于:获取待传输的原始数据和密钥初值;

混沌序列生成模块,用于:将所述密钥初值通过四维混沌系统生成四维混沌序列X、Y、Z、V;

数据加密模块,用于:利用四维混沌序列中的X、Y对所述原始数据进行XOR运算,得到异或数据;

星座图映射模块,用于:对所述异或数据进行串并变换、QAM映射、空子载波映射,得到星座图;

数据二次加密模块,用于:利用四维混沌序列中的Z、V生成列置换顺序,通过列置换顺序对所述星座图进行子载波列置换,得到OFDM加密数据;

DSM调制模块,用于:对所述OFDM加密数据进行DSM调制,得到基带信息流,对所述密钥初值进行DSM调制,得到基带密钥流;

信号合成模块,用于:通过任意波形发生器驱动光学I/Q调制器将基带信息流和基带密钥流分别加载至光载波的正交分量,合成QPSK光调制信号;

信号传输模块,用于:将所述QPSK光调制信号传输至传输链路进行相干传输;

对所述OFDM加密数据进行DSM调制,得到基带信息流,包括:根据列置换顺序生成OFDM加密数据的子载波能量分布;

对超过预设子载波能量的OFDM加密数据进行非线性压缩,对未超过预设子载波能量的OFDM加密数据进行增益提升,得到预压缩数据;

对所述预压缩数据中的实部数据信号进行1bit噪声量化,得到数据量化噪声;

根据动态过采样率,对所述数据量化噪声进行实时频谱分析,得到数据过采样噪声;

将所述数据过采样噪声输入三阶自适应DSM调制器,利用三阶自适应DSM调制器中的积分器和负反馈环路对所述数据过采样噪声进行噪声整形,得到数据整形噪声;

将数据整形噪声转移至OFDM加密数据的频谱保护间隔,得到基带信息流;

对所述密钥初值进行DSM调制,得到基带密钥流,包括:对所述密钥初值进行1bit噪声量化,得到密钥量化噪声;

基于密钥哈希值初始化的 Logistic 映射,生成所述密钥量化噪声的伪随机序列;

对所述密钥量化噪声的伪随机序列进行异或处理,得到异或密钥噪声;

根据预设过采样率,对所述异或密钥噪声进行实时频谱分析,得到密钥过采样噪声;

将所述密钥过采样噪声输入独立二阶 DSM 调制器,利用独立二阶 DSM调制器中的积分器和负反馈环路对所述密钥过采样噪声进行噪声整形,得到密钥整形噪声;

将密钥整形噪声转移至密钥初值的频谱保护间隔,得到基带密钥流。