留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于差分混沌键控的空间光通信系统及其保密性分析

郭锐强 李珉 吴君鹏 刘鑫 魏子康

郭锐强, 李珉, 吴君鹏, 刘鑫, 魏子康. 基于差分混沌键控的空间光通信系统及其保密性分析[J]. 红外与激光工程, 2020, 49(S1): 20200207. doi: 10.3788/IRLA20200207
引用本文: 郭锐强, 李珉, 吴君鹏, 刘鑫, 魏子康. 基于差分混沌键控的空间光通信系统及其保密性分析[J]. 红外与激光工程, 2020, 49(S1): 20200207. doi: 10.3788/IRLA20200207
Guo Ruiqiang, Li Min, Wu Junpeng, Liu Xin, Wei Zikang. Space optical communication systems based on differential chaotic keying and its security analysis[J]. Infrared and Laser Engineering, 2020, 49(S1): 20200207. doi: 10.3788/IRLA20200207
Citation: Guo Ruiqiang, Li Min, Wu Junpeng, Liu Xin, Wei Zikang. Space optical communication systems based on differential chaotic keying and its security analysis[J]. Infrared and Laser Engineering, 2020, 49(S1): 20200207. doi: 10.3788/IRLA20200207

基于差分混沌键控的空间光通信系统及其保密性分析

doi: 10.3788/IRLA20200207
基金项目: 

吉林省教育厅科研项目(JKH20180440KJ)

详细信息
    作者简介:

    郭锐强(1983-),男,高级实验师,博士,主要从事无线光通信与光信息对抗技术方面的研究。Email:grq8888@163.com

    通讯作者: 李珉(1981-),男,副教授,博士,主要从事无线光通信及信号处理方面的研究。Email:27153400@qq.com
  • 中图分类号: TN929.12

Space optical communication systems based on differential chaotic keying and its security analysis

  • 摘要: 自由空间光通信(FSO)是一种通过激光在无需光纤的情况下实现双向信息传输的通信系统。它具有带宽宽、保密性好、抗干扰性强、无需频率申请、体积小、功耗低等特点。尽管FSO通信系统有较高的安全性,但波束溢出还是会威胁到通信的安全,在通信中采用混沌加密的方式可有效地提高系统的安全性。采用差分混沌键控(DCSK)的Gamma-Gamma湍流模型来提高FSO通信系统的安全性,推导了系统误码率的表达式。通过空间信道图像数据的传输,对接收到的数据进行统计直方图、像素相关性和明文敏感性分析,结果表明系统具有很好的保密性能。
  • [1] Wang Hongpei, Wang Guanglong, Qiu Peng, et al. Single photon detection technology based on quantum-dot resonant tunneling diodes[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(10):2659-2663. (in Chinese)王红培, 王广龙, 邱鹏, 等. QDRTD单光子探测技术[J]. 红外与激光程, 2012, 41(10):2659-2663.
    [2] Ke Xizheng, Wang Wanting. Expansion and angular spread of partially coherent beam propagating in atmospheric turbulence[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(9):2726-2733. (in Chinese)柯熙政,王婉婷. 部分相干光在大气湍流中的光束扩展及角扩展[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(9):2726-2733.
    [3] Guo Ruiqiang, Song Lu. Optical chaotic secure algorithm based on space laser communication[J]. Discrete & Continuous Dynamical Systems-S, 2019, 12(4&5):1355-1369.
    [4] Wu Junpeng, Liu Quan, Yu Lintao. Performance analysis of partially coherent optical communication system in Gamma-Gamma atmospheric turbulence[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(3):0322004. (in Chinese)吴君鹏, 刘泉, 于林韬. Gamma-Gamma大气湍流中部分相干光通信系统性能研究[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(3):0322004.
    [5] Guo Ruiqiang, Song Lu. Space laser chaotic security system[C]//2017 International Conference on Computer Systems, Electronics and Control (ICCSEC 2017). IEEE, 2017:1558-1561.
    [6] Wang Shilian, Hu Dengpeng, Zhang Zhili, et al. Multi-carrier chaotic shift keying chaotic communications under MIMO multipath fading channels[J]. Journal of National University of Defense Technology, 2015, 37(2):52-57. (in Chinese)王世练, 胡登鹏, 张智力, 等. MIMO多径衰落信道下的多载波混沌键控混沌通信[J].国防科技大学学报, 2015, 37(2):52-57.
    [7] Guo Yuan, Xu Xin, Jing Shiwei, et al. Virtual optical image encryption method based on hybrid chaotic system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(7):0710002. (in Chinese)郭媛, 许鑫, 敬世伟, 等.基于矢量分解和相位剪切的非对称光学图像加密[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(7):0710002.
    [8] He Fengtao, Zhang Min, Bai Ke, et al. Image encryption method based on laser speckle and Henon mapping[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(4):0428003. (in Chinese)贺锋涛, 张敏, 白可, 等. 基于激光散斑和Henon映射的图像加密方法[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(4):0428003.
    [9] Ding Xiangling, Cui Yongzhong. Analysis and improvement for asymmetric cryptosystem based on phase-truncated Fourier transforms[J]. Laser Journal, 2013, 34(2):27-29.(in Chinese)丁湘陵, 崔永忠. 基于相位截断的非对称加密系统安全性的分析与改进[J]. 激光杂志, 2013, 34(2):27-29.
    [10] Chang Keming, Chen Ye, Wang Ying, et al. Single-channel color image encryption using cylindrical diffraction and color space converting[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(6):0603003. (in Chinese)常柯明, 陈叶, 王莹, 等.基于柱面衍射和彩色空间转换的单通道彩色图像加密[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(6):0603003.
  • [1] 傅玉青, 段琦, 周林.  Gamma Gamma强海洋湍流和瞄准误差下水下无线光通信系统的性能研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(2): 0203013-0203013. doi: 10.3788/IRLA202049.0203013
    [2] 张晗, 涂巧玲, 曹阳, 李小红, 彭小峰.  适用于大气弱湍流信道的自适应码率极化码 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 722004-0722004(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0722004
    [3] 敖珺, 谈新园, 马春波, 唐承鹏.  基于Raptor10码的自由空间光通信系统设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(9): 918004-0918004(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0918004
    [4] 郭树怀, 王天鹤, 冀霞, 党莹, 吕解.  1 Gbps实时传输的自由空间光通信链路损耗 . 红外与激光工程, 2019, 48(6): 622004-0622004(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0622004
    [5] 曹阳, 任发韬, 彭小峰, 张勋, 陈果.  自由空间光通信中的CRC-LT编码性能研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1122003-1122003(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1122003
    [6] 柯熙政, 解孟其, 石碧瑶.  无线光通信系统中64-QAM调制实验研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(S1): 68-73. doi: 10.3788/IRLA201847.S122003
    [7] 柯熙政, 亢烨, 刘娟.  FSO-OFDM系统中峰均比控制方法的实验研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(6): 622001-0622001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0622001
    [8] 吴君鹏, 刘泉, 于林韬.  Gamma-Gamma大气湍流中部分相干光通信系统性能研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(3): 322004-0322004(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0322004
    [9] 张泽宇, 谢小平, 段弢, 温钰, 汪伟.  3.8μm和1.55μm激光辐射在雾中传输特性的数值计算 . 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 35-40. doi: 10.3788/IRLA201645.S104007
    [10] 王怡, 杨帅, 马晶, 单良.  自由空间光通信中相干OFDM系统性能分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 722003-0722003(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0722003
    [11] 王怡, 李源, 马晶, 谭立英.  自由空间光通信中相干圆偏振调制系统性能研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 822004-0822004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0822004
    [12] 向劲松, 张明杰.  一种空间激光通信中模拟湍流效应的新方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2721-2725.
    [13] 李枫, 耿超, 李新阳, 罗文, 邱琪.  基于SPGD算法的自适应光纤耦合器阵列技术研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2156-2161.
    [14] 黄龙, 冯国英, 廖宇.  利用超连续谱激光实现自由空间光通信 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3530-3534.
    [15] 周浩天, 艾勇, 单欣, 代永红.  自由空间光通信中精跟踪系统的辨识 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 736-741.
    [16] 王怡, 王德丽, 杜凡, 马晶, 谭立英.  大气Gamma-Gamma湍流信道中采用圆偏振位移键控的信道容量分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3084-3091.
    [17] 王怡, 章奥, 马晶, 谭立英.  自由空间光通信系统中弱大气湍流引起的相位波动和强度闪烁对DPSK调制系统的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 758-763.
    [18] 柯熙政, 谌娟, 张楠.  FSO MIMO系统中迭代译码算法的研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2631-2636.
    [19] 丛日进, 汪井源, 徐智勇, 王荣, 王喆.  长波长红外光大气信道传输 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 927-932.
    [20] 韩立强, 王志斌.  自适应光学校正下空间光通信的光纤耦合效率及斯特列尔比 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 125-129.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  8
  • HTML全文浏览量:  0
  • PDF下载量:  1
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2020-04-07
  • 修回日期:  2020-05-21

基于差分混沌键控的空间光通信系统及其保密性分析

doi: 10.3788/IRLA20200207
    作者简介:

    郭锐强(1983-),男,高级实验师,博士,主要从事无线光通信与光信息对抗技术方面的研究。Email:grq8888@163.com

    通讯作者: 李珉(1981-),男,副教授,博士,主要从事无线光通信及信号处理方面的研究。Email:27153400@qq.com
基金项目:

吉林省教育厅科研项目(JKH20180440KJ)

  • 中图分类号: TN929.12

摘要: 自由空间光通信(FSO)是一种通过激光在无需光纤的情况下实现双向信息传输的通信系统。它具有带宽宽、保密性好、抗干扰性强、无需频率申请、体积小、功耗低等特点。尽管FSO通信系统有较高的安全性,但波束溢出还是会威胁到通信的安全,在通信中采用混沌加密的方式可有效地提高系统的安全性。采用差分混沌键控(DCSK)的Gamma-Gamma湍流模型来提高FSO通信系统的安全性,推导了系统误码率的表达式。通过空间信道图像数据的传输,对接收到的数据进行统计直方图、像素相关性和明文敏感性分析,结果表明系统具有很好的保密性能。

English Abstract

参考文献 (10)

目录

    /

    返回文章
    返回