[发明专利]一种5G网络中混沌多址结合OFDM的安全通信系统

说明书

本发明涉及5G网络中混沌多址结合OFDM的安全通信系统，发送端包括j路结构：混沌发生器、随机比特发生器、乘法器、映射器依次连接，映射器通过两乘法器连接减法器，减法器连接串并变换器；j个串并变换器连接IFFT变换器，IFFT变换器依次连接并串变换器、滤波器、循环前缀和加窗器、直流偏置器、光电调制器；光电调制器与接收端的掺铒光纤放大器通过光纤连接，掺铒光纤放大器、光电检测器、直流偏置器、去循环前缀器、滤波器、串并变换器、FFT变压器依次相连，FFT变压器连接j路结构：FFT变压器连接并串变换器，并串变换器通过两乘法器依次连接映射器、并串变换器、相关器、随机比特发生器、混沌发生器；混沌发生器与发送端混沌发生器相连。

技术领域

本发明属于5G网络中保密通信与信息安全技术领域，具体涉及一种5G网络中混沌多址+OFDM的安全通信系统。

背景技术

正交频分复用(OFDM)是一种利用互相正交的多子载波的技术，首先将信息进行正交幅度调制(QAM)，然后将信号进行串并转换，再调制到各个子载波上，利用逆向快速傅里叶变换(IFFT)将信号变成时域信号，在接收端，利用快速傅里叶变换(FFT)，将接收的信息转换成频域信息，在利用相干解调以及映射关系，解调出原始信息，OFDM与传统的FDM(频分复用)相比，能充分利用频率资源，并且能消除多径效应带来的符号间干扰。混沌具有很好的随机性，因此可以用于产生随机比特，将不同的高速随机比特与相应低速信息相乘，信息的功率就均分到较高的带宽上，再将此信息进行QAM调制，以及后续的OFDM调制，就能实现混沌多址+OFDM通信。基于OFDM具有上述特性，本发明将其与混沌多址结合应用于通信技术领域，提供一种新的宽带多址技术方案。

发明内容

针对现有技术上述现状，本发明提供了一种5G网络中混沌多址+OFDM安全通信系统。本发明的创新之处在于，利用混沌良好的随机性，产生随机比特，这样将各路高速随机比特与相应低速信息相乘，信息的功率就均分到较高的带宽上，再将此信息进行QAM调制，进行串并转换，再调制到各个子载波上，利用逆向快速傅里叶变换(IFFT)将信号变成时域信号；在接收端，利用快速傅里叶变换(FFT)，将接收的信息转换成频域信息，再利用相干解调以及映射关系，解调出码分复用信息，最后通过相关检测，恢复原始信息，进而进行安全通信。

为了达到上述发明目的，本发明采取以下技术方案：

一种5G网络中混沌多址结合OFDM的安全通信系统，其发送端包括j路结构，每路结构如下：混沌发生器、第一随机比特发生器、第一乘法器、第一映射器依次连接，第一映射器通过两个第二乘法器连接减法器，减法器连接串并变换器；j路结构的j个串并变换器都连接IFFT变换器，IFFT变换器依次连接第一并串变换器、第一滤波器、第一循环前缀导入器、第一直流偏置器、第一光电调制器；第一光电调制器与接收端的第一掺铒光纤放大器通过光纤连接；接收端中，第一掺铒光纤放大器、第一光电检测器、第二直流偏置器、去循环前缀器、第二滤波器、串并变换器、第一FFT变换器依次相连，第一FFT变换器连接j路结构，每路结构如下：第一FFT变换器连接第二并串变换器，第二并串变换器通过两个第三乘法器各连接一积分器，两积分器连接第二映射器，第二映射器依次连接第三并串变换器、相关器、第二随机比特发生器、混沌发生器；混沌发生器与发送端的混沌发生器相连。作为优选方案，混沌发生器与相对应的混沌发生器同步。

作为优选方案，混沌发生器输出的混沌信号，通过第一随机比特产生器对混沌信号进行8位抽样编码，产生高速随机比特。

作为优选方案，在发送端，第一随机比特产生器产生的高速比特流与低速信息相乘，这样低速率信息被调制到相应的宽带的高速比特上，实现信息的隐藏。

作为优选方案，在发送端，第一乘法器输出高速宽带信息，传输到第一映射器，根据格雷码的映射规则，将各种比特组合映射成两个符号数据，分边乘以cosωt和sinωt，然后通过减法器相减，完成正交幅度调制(QAM)，得到QAM符号序列。这样发送端将被传输的数字信号转换成子载波幅度的映射。