[发明专利]基于混沌的安全鲁棒雷达通信一体化系统、控制方法及介质

说明书

本发明属于雷达和通信技术领域，公开了一种基于混沌的安全鲁棒雷达通信一体化系统、控制方法及介质，基于混沌的安全鲁棒雷达通信一体化系统包括：明文电信号模块、延时键控调制模块、第一非线性变换模块、同步信道、延时模块、第二非线性变换模块、明文恢复模块、第一反时间混沌模块、雷达发射机模块、雷达无线信道、雷达接收机模块、第二反时间混沌模块、数据处理与控制模块。本发明通过混沌延时键控进行发送方与接收方的信息传输，利用信号的延时特性，实现信息的异地同步，同时利用混沌键控的扩频特性，实现保密通信功能，可用于大规模雷达探测和大量信息传输的系统。

技术领域

本发明属于雷达和通信技术领域，具体涉及混沌保密通信技术和双基地噪声雷达技术领域，尤其涉及一种基于混沌的安全鲁棒雷达通信一体化系统、控制方法及介质。

背景技术

目前，为了满足通信需求，5G发展成为新一代通信系统，通信和雷达可以共用频段，大大节省了频谱资源。在现有的硬件条件下，将通信和雷达集成在同一个平台，设计一种能够同时实现信息传输和雷达探测的系统，对减小系统体积、缓解频谱资源紧张、减小设备间的电磁干扰具有重要的研究意义。

在雷达通信一体化系统中采用收发分置的双基地雷达模式，接收机需要分别探测由目标反射回来的回波信号和通过直传信道传输的参考信号，常常面临十分严重的杂散波干扰，如多径干扰、直传干扰和噪声干扰等，这些干扰都会对系统性能带来极大的劣化。针对这一问题，本项目在雷达通信一体化系统中引入混沌键控与逆时混沌。混沌产生的信号具有类噪声的特性，且具有初值敏感性与参数敏感性，即在参数范围内改变参数值得到的信号完全不同，可用于保密通信。另外，不同混沌系统产生的信号也互不相干，避免了通信信号对雷达探测性能的影响。一体化系统将这些序列作为雷达信号，对信息进行扩频，可提高雷达的探测性能。同时，混沌键控基于扩频通信的原理实现接收端的信号同步，实现鲁棒的保密通信。

此外，面对严峻的网络安全态势，反窃取、保障信息安全最有效的手段之一就是“加密”。加密通常利用密码学技术实现，但传统加密方法计算能力低，资源占有率高，混沌系统具有如初值敏感性、参数敏感性、遍历性、类随机性、不可预测性、非周期性等独特的动力学特性，这使得混沌源能输出理想的载波信号，另外，混沌可以由简单的电路集成，且与密码学中的扩散、混淆相一致，可以作为实现物理层安全通信的有效手段。利用混沌进行保密通信从早期的电路混沌实现发展到近年来空前活跃的光学混沌实现，近20年来得到了长足的发展。

综上，混沌不仅可以产生噪声雷达信号，其产生的类随机混沌载波也可用于通信，为此成为研究热点。现有的基于混沌的雷达通信一体化系统，由于混沌系统解析可逆等要求，系统复杂性变高，局限性变大。而且大多系统只重视雷达信号的模糊性能，并未充分考虑混沌在安全通信方面的优势，使其实用性受限。本项目结合混沌键控及反时间混沌，提出一种安全鲁棒的混沌雷达通信一体系统，在实现安全通信的前提下，产生探测物体位置及运动速度的噪声雷达信号。通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有雷达系统通常采用直接传输的方式发送参考信号，若存在多径干扰和无线通信中的噪声干扰，则雷达接收机不能准确恢复出参考信号，雷达探测的准确性受到威胁。

(2)在噪声雷达系统中，双基地雷达系统中发射机和接收机一般相隔较远距离，接收机无法直接获得发射信号。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于混沌的安全鲁棒雷达通信一体化系统、控制方法及介质，旨在解决现有雷达系统通常采用直接传输的方式发送参考信号，若存在多径干扰和无线通信中的噪声干扰，则雷达接收机不能准确恢复出参考信号，雷达探测的准确性受到威胁的问题。

本发明是这样实现的，一种基于混沌的安全鲁棒雷达通信一体化系统，包括：

明文电信号模块、延时键控调制模块、第一非线性变换模块、同步信道、延时模块、第二非线性变换模块、明文恢复模块、第一反时间混沌模块、雷达发射机模块、雷达无线信道、雷达接收机模块、第二反时间混沌模块、数据处理与控制模块；