[发明专利]一种基于电域补偿的混沌光纤通信方法

说明书

本发明公开了一种基于电域补偿的混沌光纤通信方法，步骤包括：步骤1、设置混沌光纤通信系统的参数；步骤2、对二进制数据流进行双极性变换；步骤3、将S_n编码成混沌信号u(t)；步骤4、确定迭代次数I_ter的值；步骤5、确定输入光功率；步骤6、进行电域色散补偿；步骤7、对色散补偿后的信号进行匹配滤波；步骤8、进行采样判断，恢复出源信息，完成通信。本方法算法实现简单，对硬件结构要求低。

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，涉及一种基于电域补偿的混沌光纤通信方法。

背景技术

随着信息时代的到来，人们对超大数据量多媒体信息的需求急剧增长，信息的高速、高效和安全传输成为通信领域的根本问题。光纤通过光波作为信息载体，具有超高带宽、超大容量、超长距离、抗干扰性强等突出优点，在有线高速信息传输中发挥了无可替代的作用。但常规的光纤通信系统，传输数据信息容易出现外泄或被非法篡改，伴有严重的安全隐患。

由于混沌的宽频谱特性使得信息更容易隐藏在背景噪声中，且其是一种物理层的硬件调制技术，所以自1990年两个单向耦合混沌电路系统的同步被提出以来，混沌保密光纤通信受到广泛关注。然而，当信号经过光纤信道时，信道对其中传输的信号会产生衰减、色散和非线性畸变，从而导致信号失真，降低通信性能，并且光纤通信距离越长这些作用越强烈。通常采用补偿光纤对这些因素进行补偿，但补偿光纤实现不灵活，因此，寻找一种灵活的补偿算法进行补偿是光通信中需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于电域补偿的混沌光纤通信方法，解决了现有技术混沌光纤通信的可靠性低，混沌信号受到光纤信道中诸如衰减、色散、非线性效应影响的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于电域补偿的混沌光纤通信方法，利用混沌光纤通信系统，按照以下步骤具体实施：

步骤1、设置混沌光纤通信系统的参数，

设定混沌基频f＝1/T_Chaos(Hz)，T_Chaos为混沌的符号周期，即比特率R_b(bit/s)＝f；混沌调制的过采样率k_chaos＝f_S-ele/f，f_S-ele为电域采样率；调制的光载波波长λ；

步骤2、对二进制数据流进行双极性变换，

发送的二进制数据流B_n＝{b₁,b₂,…,b_m,…,b_n}，其中b_m∈{0,1}，m＝1,2,…,n；当二进制信号经过双极性变换后得到双极型数据流S_n＝{s₁,s₂,…,s_m,…,s_n}，其中s_m∈{-1,1}，m＝1,2,…,n；

序列B和序列S的下标n表示总个数，b表示序列B中的每一个单元，s表示序列S中的每一个单元，下标m说明第几个；

步骤3、将S_n编码成混沌信号u(t)，

采用如下卷积函数编码混沌信号u′(t)：

其中，混沌成型滤波器的脉冲响应p(t)如下：

其中，f为混沌基频，角频率ω＝2πf，混杂系数β∈(0,f·ln2]；