[发明专利]高安全可靠的三维网格编码调制混沌加密传输系统

权利要求书

1.高安全可靠的三维网格编码调制混沌加密传输系统，其特征在于，包括三维网格编码调制模块、分数阶混沌模型模块和三维载波幅度相位调制模块，所述三维网格编码调制模块用于对二进制序列进行编码调制后生成三维星座图，并且将三维星座图发送至分数阶混沌模型模块进行加密；

所述分数阶混沌模型模块用于在接收到三维网格编码调制模块发送的三维星座图后，对三维星座图的星座图子集映射、三维星座图符号信息掩蔽加密，将加密后的三维星座图符号发送至三维载波幅度相位调制模块；

所述三维载波幅度相位调制模块用于在接收到分数阶混沌模型模块发送的加密后的三维星座图符号，对加密后的三维星座图符号利用数字滤波器组进行多路复用调制，最后送入光纤信道中传输。

2.根据权利要求1所述的高安全可靠的三维网格编码调制混沌加密传输系统，其特征在于，所述三维网格编码调制模块包括分集映射单元和卷积编码器，所述分集映射单元用于对二进制序列选择星座点进行映射得到三维星座图，所述卷积编码器将二进制序列进行编码后选择待映射的星座图子集。

3.根据权利要求2所述的高安全可靠的三维网格编码调制混沌加密传输系统，其特征在于，所述卷积编码器的码率R＝m/n。

4.根据权利要求1所述的高安全可靠的三维网格编码调制混沌加密传输系统，其特征在于，所述分数阶混沌模型模块表示为：

其中(a,b,c,d,e)是分数阶混沌模型中的常量，D表述分数阶算子，α表示计算的阶数，根据Caputo分数阶定义，分数阶算子写成：

式中，Γ(·)是Gamma函数，t和b分别为积分的上下限，f(t)表示被积函数，其中n-1αn，n取值1，使得本混沌模型的分数阶次在0和1之间；在实例中，初始密钥(a,b,c,d,e,x,y,z)被设置为(25.6,66.8,39.22,0.2,4,0.5,0.5,0.5)，阶数α取值0.9718；

由分数阶混沌模型生成的三组混沌序列[x]、[y]、[z]分别用于星座图子集映射、三维星座图符号信息掩蔽，在网格编码调制单元中，混沌序列[x]对待进入分集映射的比特序列[X]进行掩蔽加密，具体的掩蔽规则如下：

x'＝floor(mod(x·10¹⁵,2))

X'＝(x')xor(X)

以上公式将混沌序列[x]取小数点后15位，再将其对2求余数得到伪随机二进制序列[x’]，最后将二进制序列[x’]与带进入分集映射的比特序列[X]进行异或处理，得到的序列[X’]按照2比特一组进入分集映射选择对应的四个星座点。

5.根据权利要求1所述的高安全可靠的三维网格编码调制混沌加密传输系统，其特征在于，所述三维载波幅度相位调制模块包括上采样单元、滤波器单元和加法器单元，所述上采样单元用于对三维星座图符号的三个维度信息进行M倍上采样，然后所述滤波器单元将M倍上采样后的三维星座图符号信息进行滤波成型，然后通过加法器单元形成3D-CAP信号。