[发明专利]基于共轭跳频和混沌相位扰码加密的PAM8水下可见光通信系统

权利要求书

1.一种基于共轭跳频和混沌相位扰码加密的PAM8水下可见光通信系统，其特征在于，由PAM8映射模块、快速傅里叶变换模块、混沌相位扰码加密模块、共轭跳频加密模块、反傅里叶变换模块、波形级最小均方滤波模块、共轭跳频移除模块、混沌相位扰码移除模块、符号级最小均方滤波模块、PAM8反映射模块依次连接组成；其中：

所述PAM8映射模块，用于将比特信息流进行PAM映射，每3个比特映射为一个符号，然后将PAM8信号进行分组；

所述快速傅里叶变换模块，用于将时域的PAM8实信号变换到频域，频域是共轭对称的；

所述混沌相位扰码加密模块，用于将通过Logistic映射生成的混沌信号对频域信号进行相位旋转，实现加密；

所述共轭跳频加密模块，用于随机生成跳频码，其个数与PAM8信号分组的组数相同，共轭地添加相应个数的零到每一组信号的频域的零频和低频部分，使信号的低频成分为零，并进行上采样；

所述反傅里叶变换模块，用于将两次加密后的信号恢复到时域，得到时域实信号用于传输；

所述波形级最小均方滤波模块，用于将接收的波形信号进行自适应滤波，消除噪声和串扰；

所述共轭跳频移除模块，用于将滤波后的信号变换到频域之后将添加的零移除，实现解密；

所述混沌相位扰码移除模块，用于将添加到频域信号的混沌相位旋转移除，实现解密；

所述符号级最小均方滤波模块，用于对已经解密后的信号进行第二级的自适应滤波，得到干扰更少的信号，用于解码；

所述PAM8反映射模块，用于将解密后的PAM8信号解调得到接收比特序列，用于误码率的测试分析。

2.根据权利要求1所述的PAM8水下可见光通信系统，其特征在于，所述PAM8映射模块，用于将比特信息流进行PAM映射，每3个比特映射为一个符号，然后将PAM8信号进行分组；具体设每组的长度都是N，分为M组，得到一个M×N维的时域PAM8信号矩阵D_M×N，这个矩阵的所有元素都是实数；经过PAM8映射后，得到信号的时频域。

3.根据权利要求2所述的PAM8水下可见光通信系统，其特征在于，所述快速傅里叶变换模块，用于将时域PAM8实信号变换到频域：

D_M×N＝FFT(d_M×N)，               (1)

由于傅里叶变换的共轭对称性，时域的实信号变换到频域后是具有共轭对称性；g取[1,M]范围内的任意一个值，有：

记频谱的正半轴和负半轴分别为：

D₊＝[D(0),D(1),…,D(N/2)]^T，                         (4)

D_-＝[D(0),D(-1),…,D(-N/2+1)]^T，                       (5)

则满足：

表示D_k的共轭，表示D₊的共轭；

由于混沌加密和共轭跳频加密都是在频域进行的，只对正半轴D₊进行操作，再共轭对称到负半轴D_-即可。