[发明专利]一种基于数字混沌的光DFT-S-OFDM安全传输系统

摘要

本发明公开了一种基于数字混沌的光DFT‑S‑OFDM安全传输系统，系统共包含三个加密步骤，即OFDM同步训练序列的插入、DFT矩阵信号预处理和子载波映射，其中OFDM同步训练序列和子载波映射方式均由混沌系统产生，DFT矩阵元参数m，n由混沌系统生成，利用数字混沌的初值敏感性和伪随机性，对DFT‑S‑OFDM信号进行加密处理，实现保密传输。由于该安全系统密钥空间巨大，可有效地增强高速信息传输的安全性。同时由于DFT矩阵可以显著地降低OFDM信号的峰值平均功率比(PAPR)，该传输系统的性能也得到了提升。另一方面，由于DFT矩阵处理信号过程中不需要多次迭代优化和多个离散傅里叶变换操作，整个系统具有以下优点：系统构架简单、计算量小且收发机成本低，而且不需要传输边带信息。

主权项

1.一种基于数字混沌的光DFT‑S‑OFDM安全传输系统，其特征在于，包括离线数字信号处理系统和加密系统；所述离线数字信号处理系统包括串并转换模块、正交幅度调制映射模块、补零模块、IFFT模块和加入循环前缀模块；所述串并转换模块被配置为将高速串行数据信号转换成M路并行的低速子数据流或子信号；所述加密系统包括基于四维数字超混沌模块实现的OFDM同步训练序列加密、DFT矩阵信号预处理加密和子载波映射加密，具体的加密方式为，所述四维数字超混沌模块被配置为产生四维混沌序列，其中一维混沌序列嵌入训练序列中，利用混沌序列较好的自相关性起到同步训练序列加密的效果；两维混沌序列用于对DFT矩阵进行改进，改进后的DFT矩阵表达式为：其中，0≤α，β≤M‑1，m,n为从混沌系统的两维抽取的实常数，改进后的DFT矩阵处于不断更新变化中，可起到DFT矩阵信号预处理加密的效果；一维混沌序列从小到大依次排序产生一个新的序列，依据所述混沌序列排序前后的数字对应关系，对OFDM符号上的数据信号进行同样的置换，起到子载波映射加密的效果。