文档介绍：目录
基于引力搜索算法滤波的混沌保密通信 1
摘要 1
第一章引言 2
第二章引力搜索算法(GSA) 4
第三章非线性滤波器模型 6
第四章基于GSA滤波模型的保密通信设计 8
统一混沌系统 8
基于GSA滤波模型的保密通信设计描述 9
编码 10
基于GSA算法滤波 10
混沌接收器 11
译码 11
第五章仿真实验 13
混沌保密通信系统设计的仿真结果 13
基于GSA算法滤波模型的仿真结果 13
第六章总结 17
致谢 18
参考文献 19
基于引力搜索算法滤波的混沌保密通信
韩小红常晓明
中华人民共和国山西省太原市太原大学计算机科学与技术&软件技术专业,迎泽西街79号,邮编030024
文章信息
文章历史:收于2011年1月24号,收到修改稿与2011年12月21日,收录于2012年1月18.
摘要
本文提出了一个新的基于引力搜索算法(GSA)滤波的混沌保密通信设计。在本设计中,有用信号通过编码器,混沌发射机,引力搜索算法滤波器,混沌接收机,和译码器接收。这样一个混沌保密通信系统的提出是由于混沌映射和未知编码调节设计的不确定性特点。通过使用引力搜索算法滤波技术可以很好的提高抗噪能力。为了验证方案的有效性,与当前最先进的设计做了仿真。与此同时,基因算法(GA)滤波和粒子群优化算法(PSO)滤波也做了比较。数值仿真表明提出的方案在估计状态和信息对象很有效,而且与其他设计表明它有着低的误码率。
关键词:保密通信信息评估引力搜索算法混沌
第一章引言
混沌存在于非线性科学的许多高度复杂领域,是有界的确定性动态行为,即初始条件的敏感依赖性和无限的不稳定周期运动。混沌信号可以认为是混沌保密通信应用的信息载体。应用混沌系统来保密通信的思想自从pecora和carroll在1990提出两个不同初值状态下的同一混沌系统同步的概念就已经存在。Hua等人(2005)提出同一混沌系统的保密通信方案。Chang(2009)提出改善混沌加密的安全性方法。Lin等人(2010)提出给予同步混沌系统的保密通信方法。在保密通信领域中,提出了许多技术和方法来处理混沌保密通信中的问题,包括混沌映射(Chen和Liao,2005;Milanovic和Zaghloul,2002),混沌切换(Yang等人,2002),混沌键控(CSK)(Galias和Maggio,2001;Tam等人,2006;Mirasso等人,2002),差分混沌键控(DCSK)(Fan和Zhang,2009),混沌频率调制(Tse等人,2003),和逆相同步(Iazejczyk-Okolewska等人,2001;Ho等人,2002)。值得注意的是以上提到的方法中都没有考虑在掩盖信号传递中不可避免遇到的信道噪声。限制混沌保密通信系统能力最大的问题在于噪声引起的信号失真,导致传递信息的缺失(Li等人,2005)。因此,保密通信在信道噪声问题逐渐变成一个重要课题。一些实验工作已经在从事中。Sun等人(2008)提出一个适应性信道噪声混沌保密通信设计。Zhang等人(2006)使用粒子滤波技术解决混沌保密通信问题。Moskalenko等人(2010)研究的基于噪声存在下的广义同步保密通信。Arman等人提出的分式混沌通信方法(Kiani-B等人,2009)。
减少混沌保密通信系统的噪声问题的一个新台阶是数字滤波技术,它过去常常在需要的带宽中用来保持频率容量和在外部输入信号通过滤波器时消除噪声。当前自适应数字滤波器应用于许多领域,例如:噪声消减,通信系统,图像处理,系统识别,信号处理(Su和Cai,2009;Saha和Roy,2009;Farouk和Smith,2000)。自适应的主要目的是调节数字滤波器的系数,通过它的输入输出来估计实际的未知系统变量。在这种情况下,对象函数的最小化(通常是期望信号和估计滤波器的均方值)通常紧跟着基于迭代搜索算法梯度。
然而,当对象函数是非平滑的,基于梯度方法常常不能收敛于全局最小值。在这种情况下,启发式优化方法,这个方法法中梯度不是必须的,它能够得到全局最优解并且在解决这些困难优化问题上提供一个显著优势。许多著名的全局优化方法,例如基因算法(GA)(Tang等人,1996),蚁群优化算法(ACO)(Dorigo等人,1996),粒子群算法(PSO)(Kennedy和Eberhart,1995)被广泛应用于解决滤波问题,系统确定(Badr 和Fahmy,2004;van den Bergh 和Engelbrecht,2006;Ellabib等人,2007)。近来,受引力定律和运动定律启发,一个新的启发式搜索算法,引力搜索算法(G