[发明专利]一种基于时间参数的混沌序列扩频通信方法

说明书

本发明公开了一种基于时间参数的混沌序列扩频通信方法，该方法利用混沌序列对机密信号进行扩频处理，生成混沌序列的三个参数包括初始值x(0)、分形参数μ以及迭代次数λ，由卫星钟面时间信息来确定。同时，地面接收机也根据钟面时间信息来获得这三个参数值，生成与卫星发射机一致的混沌序列，对接收到的信号进行解扩。由于时间的不断变化，生成的混沌序列也随之不断改变，增大了非合作方的破译难度。同时，收发双方利用时间信息生成混沌序列，相比传统的用存储器存储扩频序列、用信道传输同步信息等方式提高了资源利用率。

技术领域

本发明属于卫星通信领域，具体涉及一种基于时间参数的混沌序列扩频通信方法。

背景技术

在卫星通信领域中，因为卫星通信信道的开放性，使得通信信息的隐蔽性较差，易被非合作方截获。目前卫星通信中常用扩频技术来提升信号的抗截获能力。传统的扩频技术常采用m序列、Gold序列等逻辑序列作为扩频序列，因其具有良好的自相关性能。但随着信号检测方法的不断发展，上述逻辑序列的弊端也逐渐暴露，相关性好的序列数量有限、抗截获能力差、保密性不强等，使得众多学者开始研究其他的扩频序列。混沌序列因为具有良好的随机性、相关特性、初值敏感性、遍历性以及数量众多等优势，开始进入大家的视野。

混沌序列的生成主要受初始值、分形参数和迭代次数的控制，一旦掌握了上述三个参数，就可将混沌序列复现出来。此外，如果只采用单一的混沌映射，得到的混沌序列就非常简单，随着检测技术的不断成熟，信号容易被非合作方截获。所以如何改变混沌序列的初始值、分形参数和迭代次数三个参数，获得尽可能多的混沌序列，是目前研究的一个热点。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的基于时间参数的混沌序列扩频通信方法，该方法在保证原来混沌序列优点的基础上，还使混沌序列的初始值、分形参数、迭代次数三个参数随时间不断变化，可提供数量众多且实时变化的混沌序列，提升通信安全性。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于时间参数的混沌序列扩频通信方法，包括以下步骤：

S1、记录卫星发射机当前时刻的时间值信息T1；

S2、基于记录的时间值信息T1，在卫星发射机中生成混沌序列x；

S3、利用生成的混沌序列x对机密信号S进行扩频处理，将扩频处理后的信号S1通过载波调制得到信号S2发送至地面接收机；

S4、根据地面接收机接收到信号S2'时的时间值信息T2，在地面接收机中生成与卫星发射机中一致的混沌序列x'；

S5、基于地面接收机中生成的混沌序列x'，对接收到的信号S2'进行处理，恢复出机密信号S，实现扩频通信。

进一步地，所述步骤S1中的时间值信息T1为卫星发射机发出信号传输指令时的钟面信息，所述时间值信息T1包括年、月、日、时、分和秒；其中，年取后两位记为a、月记为b，日记为c，时记为d，分记为e，秒取整数记为f。

进一步地，所述步骤S2中具体为：

S21、基于记录的时间值信息T1，在卫星发射机中依次生成初始值x(0)、分形参数μ以及迭代次数λ；

S22、基于获得的初始值x(0)、分形参数μ以及迭代次数λ，生成混沌序列x：

x(k+1)＝μ*x(k)*(1-x(k)),k＝0,1,2,…,λ

式中，x(k)表示混沌序列x的第k位值。

进一步地，所述步骤S21中，所述初始值x(0)、分形参数μ以及迭代次数λ的表达式为：

进一步地，所述初始值x(0)的约束条件为：0x(0)1，且0≤a≤99，0≤b≤23，当a＝0,b＝0时，x(0)＝0.91；