CN111294196B - 一种信号发送及接收方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

一种信号发送及接收方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种信号发送及接收方法、装置、电子设备及存储介质，该发送方法包括：根据预设数量的第一状态量及驱动模块，获取第一混沌信号，其中，所述驱动模块为具有五次方非线性项的分数阶驱动系统；将待发送的第一目标信号加载到所述第一混沌信号中，得到目标混沌信号；将所述目标混沌信号发送到接收端。在本发明实施例中发送端将待传输的信号加载在采用五次方非线性项的分数阶驱动系统产生的第一混沌信号中发送，即将该待发送的第一目标信号淹没在该第一混沌信号中，以达到保密通信的安全性。

Description

一种信号发送及接收方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本发明涉及业务支撑、数据业务技术领域，尤其涉及一种信号发送及接收方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
在手机通讯领域中，为维护客户的利益，经常采用保密通信的方式对通信信息进行加密。保密通信是为了防止发送的信息被直接窃听或被破译，或者防止在信息传输的过程中被敌方通过不同于密码破译的方法而获得，或者通过无关人员和分析通信设施而获得。因此要求保密通信的意义是十分重要的。
现在的技术方案是当通信双方的混沌系统保持同步时，发送方将要传输的信息加载到混沌系统生成的时间序列上，由于混沌信号具有随机性因而生成一个类随机信号，窃听者很难从中得到有用的信息，从而起到对信息加密的作用。
而目前采用的作为混沌掩盖的分数阶系统非线性项不高，导致混沌信号不强，对通信加密的效果和效率产生了一定的影响，使得信息在传输的过程中容易被破解。
发明内容
本发明实施例提供了一种信号发送及接收方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术中待发送的目标信号在传输过程中容易被破解的问题。
本发明实施例提供了一种信号发送方法，所述方法包括：
根据预设数量的第一状态量及驱动模块，获取第一混沌信号，其中，所述驱动模块为具有五次方非线性项的分数阶驱动系统；
将待发送的第一目标信号加载到所述第一混沌信号中，得到目标混沌信号；
将所述目标混沌信号发送到接收端。
进一步地，所述第一混沌信号的信号强度大于所述待发送的第一目标信号的信号强度。
进一步地，所述具有五次方非线性项的分数阶驱动系统为：
Figure BDA0001897190580000021
其中β1，β2，β3以及β4为所述驱动系统的系统参数，q1，q2以及q3为分数阶导数的阶数，x1，y1以及z1为预设数量的第一状态量。
进一步地，β1的值为-2，β2的值为3.5，β3的值为0.6，β4的值为-1；q1，q2以及q3的值均为0.95；x1的值为-2，y1的值为0.5，z1的值为0.2。
本发明实施例提供了一种信号接收方法，所述方法包括：
接收发送端发送的目标混沌信号；
根据预设数量的第二状态量及响应模块获取第二混沌信号，其中，所述响应模块为具有五次方非线性项的分数阶响应系统；
根据所述目标混沌信号及所述第二混沌信号，确定第二目标信号。
进一步地，所述具有五次方非线性项的分数阶响应系统为：
Figure BDA0001897190580000022
其中u1,u2,u3为自适应控制器，
Figure BDA0001897190580000023
以及
Figure BDA0001897190580000024
为所述响应系统的系统参数，q1，q2以及q3为分数阶导数的阶数，x2，y2以及z2为预设数量的第二状态量。
进一步地，
Figure BDA0001897190580000031
的值为-2，
Figure BDA0001897190580000032
的值为3.5，
Figure BDA0001897190580000033
的值为0.6，
Figure BDA0001897190580000034
的值为-1；q1，q2以及q3的值均为0.95；x2的值为0.5，y2的值为1，z2的值为-1。
本发明实施例提供了一种信号发送装置，所述装置包括：
获取模块，用于根据预设数量的第一状态量及驱动模块，获取第一混沌信号，其中，所述驱动模块为具有五次方非线性项的分数阶驱动系统；
加载模块，用于将待发送的第一目标信号加载到所述第一混沌信号中，得到目标混沌信号；
发送模块，用于将所述目标混沌信号发送到接收端。
本发明实施例提供了一种信号接收装置，所述装置包括：
接收模块，用于接收发送端发送的目标混沌信号；
获取模块，用于根据预设数量的第二状态量及响应模块获取第二混沌信号，其中，所述响应模块为具有五次方非线性项的分数阶响应系统；
确定模块，用于根据所述目标混沌信号及所述第二混沌信号，确定第二目标信号。
本发明实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器；
所述处理器，用于读取所述存储器中的程序，执行下列过程：
根据预设数量的第一状态量及驱动模块，获取第一混沌信号，其中，所述驱动模块为具有五次方非线性项的分数阶驱动系统；将待发送的第一目标信号加载到所述第一混沌信号中，得到目标混沌信号；将所述目标混沌信号发送到接收端。
本发明实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器；
所述处理器，用于读取所述存储器中的程序，执行下列过程：
接收发送端发送的目标混沌信号；根据预设数量的第二状态量及响应模块获取第二混沌信号，其中，所述响应模块为具有五次方非线性项的分数阶响应系统；根据所述目标混沌信号及所述第二混沌信号，确定第二目标信号。
本发明实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
所述存储器中存储有计算机程序，当所述程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述任一项应用于发送端的方法步骤。
本发明实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
所述存储器中存储有计算机程序，当所述程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述任一项应用于接收端的方法步骤。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其存储有可由电子设备执行的计算机程序，当所述程序在所述电子设备上运行时，使得所述电子设备执行上述任一项应用于发送端的方法步骤。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其存储有可由电子设备执行的计算机程序，当所述程序在所述电子设备上运行时，使得所述电子设备执行上述任一项应用于接收端的方法步骤。
本发明实施例提供了一种信号发送及接收方法、装置、电子设备及存储介质，所述信号发送方法包括：根据预设数量的第一状态量及驱动模块，获取第一混沌信号，其中，所述驱动模块为具有五次方非线性项的分数阶驱动系统；将待发送的第一目标信号加载到所述第一混沌信号中，得到目标混沌信号；将所述目标混沌信号发送到接收端。由于在本发明实施例中，发送端将待传输的信号加载在采用五次方非线性项的分数阶驱动系统产生的第一混沌信号中发送，即将该待发送的第一目标信号淹没在该第一混沌信号中，以达到保密通信的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的一种信号发送方法的流程示意图；
图2为本发明实施例3提供的一种信号接收方法的流程示意图；
图3为本发明实施例3提供的保密通信的原理图；
图4为本发明实施例5提供一种信号发送装置的结构示意图；
图5为本发明实施例6提供一种信号接收装置的结构示意图；
图6为本发明实施例7提供的一种电子设备；
图7为本发明实施例8提供的一种电子设备；
图8为本发明实施例9提供的一种电子设备；
图9为本发明实施例10提供的一种电子设备。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
在进行保密通信时，当通信双方的混沌系统保持同步时，发送端将待发送信号加载到混沌系统生成的时间序列上，生成加密信号，并将该加密信号发送到接收端。由于混沌信号具有随机性因而生成一个类随机信号，窃听者很难从中得到有用的信息，从而起到对信息加密的作用。该加密信号传送到接收端后，再由与发送端保持同步的接收端的混沌系统产生相同的时间序列进行解密，从加密信号中分离出待发送的信号，完成对加密信号的解密。
本发明实施例提供了一种信号发送方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：
S101：根据预设数量的第一状态量及驱动模块，获取第一混沌信号，其中，所述驱动模块为具有五次方非线性项的分数阶驱动系统。
在通讯领域中为维护用户的利益，需对用户的待发送的第一目标信号进行加密，防止待发送的第一目标信号被直接窃听或被破译，或者防止在传输该待发送的第一目标信号的过程中被敌方通过不同于密码破译的方法而获得，或者通过无关人员和分析通信设施而获得，因此对待发送的第一目标信号进行安全加密具有重要意义。
对待发送的第一目标信号进行加密的原理为，在发送端利用第一混沌信号作为一种载体来隐藏或遮掩所要传送的第一目标信号。为了实现对第一目标信号的加密，在发送端设置有驱动模块，该驱动模块为具有五次方非线性项的分数阶驱动系统，该驱动系统的作用是产生混沌信号。
具体的，根据预设数量的第一状态量以及该驱动模块，获取第一混沌信号。该预设数量可以设置为2或者3，第一状态量是指该驱动系统的状态量，用于表示该驱动系统当前的状态。
其中，根据预设数量的第一状态量以及该驱动模块获取第一混沌信号的过程为现有技术，在本发明实施例中，对该过程不作赘述。
S102：将待发送的第一目标信号加载到所述第一混沌信号中，得到目标混沌信号。
利用第一混沌信号作为载体来隐藏或遮掩待发送的第一目标信号，从而实现对该待发送的第一目标信号的掩盖或加密。具体的，将该待发送的第一目标信号加载到该第一混沌信号中，得到目标混沌信号。该目标混沌信号中即包括第一混沌信号，也包括待发送的第一目标信号。将该待发送的第一目标信号加载到该第一混沌信号的过程，可能的一种实施方式，将该第一目标信号与该第一混沌信号进行相乘，得到目标混沌信号；另外一种可能的实施方式，将该第一目标信号与该第一混沌信号进行相加，得到目标混沌信号；另外一种可能的实施方式，将该第一目标信号与该第一混沌信号进行相加并且相乘，得到目标混沌信号。
其中，将该待发送的第一目标信号加载到该第一混沌信号中的过程为现有技术，在本发明实施例中，对该过程不作赘述。
S103：将所述目标混沌信号发送到接收端。
得到该目标混沌信号后，通过传送信道将该目标混沌信号发送到接收端。其中，通过传送信道将该目标混沌信号发送到接收端的过程为现有技术，在本发明实施例中，对该传送过程不作赘述。
由于在本发明实施例中，发送端将待传输的信号加载在采用五次方非线性项的分数阶驱动系统产生的第一混沌信号中发送，即将该待发送的第一目标信号淹没在该第一混沌信号中，以达到保密通信的安全性。
实施例2：
为了更好的对待发送的第一目标信号进行掩盖，在上述实施例的基础上，在本发明实施例中，所述第一混沌信号的信号强度大于所述待发送的第一目标信号的信号强度。
为了更好的利用该第一混沌信号对待发送的第一目标信号进行隐藏或掩盖，该第一混沌信号的信号强度应远远大于待发送的第一目标信号的信号强度，因为只有该第一混沌信号的信号强度远远大于待发送的第一目标信号的信号强度，在信道中传输该目标混沌信号时，才能够较好的隐藏或掩盖该第一目标信号。
实施例3：
本发明实施例提供了一种信号接收方法，如图2所示，该方法包括以下步骤：
S201：接收发送端发送的目标混沌信号。
发送端将目标混沌信号通过信道传送到接收端后，接收端接收该目标混沌信号，其中，该目标混沌信号中包含对用户来说有用的信号。
S202：根据预设数量的第二状态量及响应模块获取第二混沌信号，其中，所述响应模块为具有五次方非线性项的分数阶响应系统。
为了实现对目标混沌信号的解密，在接收端设置有响应模块，该响应模块为具有五次方非线性项的分数阶响应系统，该响应系统的作用是对目标混沌信号进行解密，得到有用的信号。
具体的，根据预设数量的第二状态量以及该响应模块，获取第二混沌信号。该预设数量可以设置为2或者3，第二状态量是指响应系统的状态量，用于表示该响应系统当前的状态。
其中，根据预设数量的第二状态量以及该响应模块获取第二混沌信号的过程为现有技术，在本发明实施例中，对该过程不作赘述。
S203：根据所述目标混沌信号及所述第二混沌信号，确定第二目标信号。
对接收的目标混沌信号进行解密的原理为，在接收端利用同步后的混沌信号进行去掩盖，从而恢复出有用的信号，其中，该同步后的混沌信号即为第二混沌信号。具体的，根据接收的该目标混沌信号以及该第二混沌信号，确定第二目标信号，其中该第二目标信号即为对用户来说有用的信号。
其中，根据该目标混沌信号以及该第二混沌信号，确定第二目标信号的过程为现有技术，在本发明实施例中，对该过程不作赘述。
例如，图3所示的是保密通信的原理，其中，x1，x2，x3为发送端驱动系统的三个第一状态量，y1，y2，y3为接收端响应系统的三个第二状态量，S(t)为要发送的第一目标信号，S′(t)为接收端恢复的第二目标信号。在本发明实施例中要发送的第一目标信号S(t)的信号强度要远远小于第一混沌信号x1(t)的信号强度，因为这样能够使待发送的第一目标信号S(t)完全被第一混沌信号淹没。
实施例4：
由于混沌序列具有初始条件敏感性，长期不可预测性以及复杂性等特性，因此从本质上来说适用于保密通信。在混沌同步保密通信过程中，混沌系统所产生的混沌信号能够做到一次一密的效果，这样将极大增加破译者破译的难度。混沌序列具有优良的自相关特性和互相关特性，这一特性使得混沌系统在多用户通信的应用方面得到很好的发挥。混沌同步保密通信的核心问题是发送端的驱动系统与接收端的响应系统的同步问题。
一般的，关于同步的严格定义都使用He和Vaidya提出的有关定义和定理，该定义如下：具体的，驱动系统定义为：
Figure BDA0001897190580000091
其中X＝{x1(t),x2(t),...,xn(t)}T,F＝{f1(t,X),f2(t,X),...,fn(t,X)}T。如果x1作为驱动变量，则响应系统为
Figure BDA0001897190580000094
其中X′＝{x1′(t),x2′(t),...,xn′(t)}T,F＝{f1(t,X′),f2(t,X′),...,fn(t,X′)}T，t表示时间，矢量X和X′∈Rn；设X(t；t0,X0)和X′(t；t0,X′0)分别为驱动系统和响应系统的解，并且满足Lipschitz条件，若存在一个Rn的子集D(t0)时，使得初值X0和X′0∈D(t0)，当t→∞时，如果有ξ≡||X(t；t0,X0)-X′(t；t0,X′)||→0，则驱动系统与响应系统实现同步。
上述同步定义中若D(t0)支撑着整个空间，即
Figure BDA0001897190580000092
其中，R是指实数集，那么该定义所涉及的同步为全局或者完全同步；若D(t0)是Rn的一个子集，则为局部或者部分同步，称D(t0)为同步区域。
如果驱动系统在当前参数的状态下为混沌运动，同时响应系统也为混沌运动，此时驱动系统和响应系统实现的同步称为混沌同步。
在本发明实施例中，实现对待发送的目标信号的加密和解密的关键问题是如何实现驱动系统和响应系统的混沌同步，以下详细阐述如何确定驱动系统和响应系统达到混沌同步。
具体的，将具有五次方非线性项的分数阶混沌系统作为驱动系统，该驱动系统为：
Figure BDA0001897190580000093
其中，β1，β2，β3，β4为驱动系统的系统参数，所有的驱动系统的系统参数均为需要辨识的未知参数。
响应系统为：
Figure BDA0001897190580000101
其中u1,u2,u3为自适应控制器，
Figure BDA0001897190580000102
为响应系统的系统参数，所有的响应系统的系统参数均为需要辨识的未知参数。
定义同步误差变量为e1＝x2-x1,e2＝y2-y1,e3＝z2-z1和系统参数的估计误差为
Figure BDA0001897190580000103
通过计算可得误差系统为：
Figure BDA0001897190580000104
定理：当自适应控制器和参数辨识规则分别设计为如下形式时：
Figure BDA0001897190580000105
驱动系统和响应系统可以达到同步。
证明：将自适应控制器代入误差系统，则可得误差系统为
Figure BDA0001897190580000111
结合该误差系统和该参数辨识规则，可得：
Figure BDA0001897190580000112
其中，
Figure BDA0001897190580000113
假定λ为矩阵A的一个特征根，且该特征值所对应的非零的特征向量为ζ＝(ζ1,ζ2,ζ3,ζ4,ζ5,ζ6,ζ7)T，则Aζ＝λζ，通过对上式两端进行共轭转置运算H，可得
Figure BDA0001897190580000114
该式左乘1/2ζH，同时右乘1/2ζ，所得结果相加得到：
Figure BDA0001897190580000115
进一步化简可得：
Figure BDA0001897190580000116
将矩阵A代入上式，得到：
Figure BDA0001897190580000117
其中，
Figure BDA0001897190580000118
因为
Figure BDA0001897190580000119
即矩阵A的任意特征值都满足下面的条件，即
Figure BDA0001897190580000121
根据分数阶系统的稳定性理论，则误差系统的平衡点渐近稳定。因此
Figure BDA0001897190580000122
这说明驱动系统和响应系统达到了同步。
具体的，当驱动系统和响应系统的系统参数的真实值设置为：β1＝-2,β2＝3.5,β3＝0.6,β4＝-1，
Figure BDA0001897190580000123
q1＝q2＝q3＝0.95，驱动系统的3个第一状态量的值设置为(-0.2,0.5,0.2)，响应系统的3个第二状态量的值设置为(0.5,1,-1)。通过实验进行仿真，可以验证驱动系统和响应系统之间同步效果较好。
实施例5：
在上述各实施例的基础上，在本发明实施例中，还提供了一种信号发送装置，图4为本发明实施例提供的一种信号发送装置的结构示意图，该装置包括：
获取模块401，用于根据预设数量的第一状态量及驱动模块，获取第一混沌信号，其中，所述驱动模块为具有五次方非线性项的分数阶驱动系统；
加载模块402，用于将待发送的第一目标信号加载到所述第一混沌信号中，得到目标混沌信号；
发送模块403，用于将所述目标混沌信号发送到接收端。
所述加载模块402，还用于所述第一混沌信号的信号强度大于所述待发送的第一目标信号的信号强度。
所述获取模块401，还用于所述具有五次方非线性项的分数阶驱动系统为：
Figure BDA0001897190580000124
其中β1，β2，β3以及β4为所述驱动系统的系统参数，q1，q2以及q3为分数阶导数的阶数，x1，y1以及z1为预设数量的第一状态量。
所述获取模块401，还用于β1的值为-2，β2的值为3.5，β3的值为0.6，β4的值为-1；q1，q2以及q3的值均为0.95；x1的值为-2，y1的值为0.5，z1的值为0.2。
实施例6：
在上述各实施例的基础上，在本发明实施例中，还提供了一种信号发送装置，图5为本发明实施例提供的一种信号接收装置的结构示意图，该装置包括：
接收模块501，用于接收发送端发送的目标混沌信号；
获取模块502，用于根据预设数量的第二状态量及响应模块获取第二混沌信号，其中，所述响应模块为具有五次方非线性项的分数阶响应系统；
确定模块503，用于根据所述目标混沌信号及所述第二混沌信号，确定第二目标信号。
所述获取模块502，还用于所述具有五次方非线性项的分数阶响应系统为：
Figure BDA0001897190580000131
其中u1,u2,u3为自适应控制器，
Figure BDA0001897190580000132
以及
Figure BDA0001897190580000133
为所述响应系统的系统参数，q1，q2以及q3为分数阶导数的阶数，x2，y2以及z2为预设数量的第二状态量。
所述获取模块502，还用于
Figure BDA0001897190580000134
的值为-2，
Figure BDA0001897190580000135
的值为3.5，
Figure BDA0001897190580000136
的值为0.6，
Figure BDA0001897190580000137
的值为-1；q1，q2以及q3的值均为0.95；x2的值为0.5，y2的值为1，z2的值为-1。
实施例7：
在上述各实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种电子设备600，如图6所示，包括存储器601和处理器602；
所述处理器602，用于读取所述存储器601中的程序，执行下列过程：
根据预设数量的第一状态量及驱动模块，获取第一混沌信号，其中，所述驱动模块为具有五次方非线性项的分数阶驱动系统；
将待发送的第一目标信号加载到所述第一混沌信号中，得到目标混沌信号；
将所述目标混沌信号发送到接收端。
在图6中，总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器602代表的一个或多个处理器和存储器601代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。
可选的，处理器602可以是CPU(中央处埋器)、ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)。
所述处理器，用于所述第一混沌信号的信号强度大于所述待发送的第一目标信号的信号强度。
所述具有五次方非线性项的分数阶驱动系统为：
Figure BDA0001897190580000141
其中β1，β2，β3以及β4为所述驱动系统的系统参数，q1，q2以及q3为分数阶导数的阶数，x1，y1以及z1为预设数量的第一状态量。
β1的值为-2，β2的值为3.5，β3的值为0.6，β4的值为-1；q1，q2以及q3的值均为0.95；x1的值为-2，y1的值为0.5，z1的值为0.2。
由于在本发明实施例中，发送端将待传输的信号加载在采用五次方非线性项的分数阶驱动系统产生的第一混沌信号中发送，即将该待发送的第一目标信号淹没在该第一混沌信号中，以达到保密通信的安全性。
实施例8：
在上述各实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种电子设备700，如图7所示，包括存储器701和处理器702；
所述处理器702，用于读取所述存储器701中的程序，执行下列过程：
接收发送端发送的目标混沌信号；
根据预设数量的第二状态量及响应模块获取第二混沌信号，其中，所述响应模块为具有五次方非线性项的分数阶响应系统；
根据所述目标混沌信号及所述第二混沌信号，确定第二目标信号。
在图7中，总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器702代表的一个或多个处理器和存储器701代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。
可选的，处理器702可以是CPU(中央处埋器)、ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)。
所述处理器，用于所述具有五次方非线性项的分数阶响应系统为：
Figure BDA0001897190580000151
其中u1,u2,u3为自适应控制器，
Figure BDA0001897190580000152
以及
Figure BDA0001897190580000153
为所述响应系统的系统参数，q1，q2以及q3为分数阶导数的阶数，x2，y2以及z2为预设数量的第二状态量。
Figure BDA0001897190580000161
的值为-2，
Figure BDA0001897190580000162
的值为3.5，
Figure BDA0001897190580000163
的值为0.6，
Figure BDA0001897190580000164
的值为-1；q1，q2以及q3的值均为0.95；x2的值为0.5，y2的值为1，z2的值为-1。
实施例9：
在上述各实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种电子设备800，如图8所示，包括：处理器801、通信接口802、存储器803和通信总线801，其中，处理器801，通信接口802，存储器803通过通信总线801完成相互间的通信；
所述存储器803中存储有计算机程序，当所述程序被所述处理器801执行时，使得所述处理器801执行如下步骤：
根据预设数量的第一状态量及驱动模块，获取第一混沌信号，其中，所述驱动模块为具有五次方非线性项的分数阶驱动系统；
将待发送的第一目标信号加载到所述第一混沌信号中，得到目标混沌信号；
将所述目标混沌信号发送到接收端。
所述第一混沌信号的信号强度大于所述待发送的第一目标信号的信号强度。
进一步地，所述具有五次方非线性项的分数阶驱动系统为：
Figure BDA0001897190580000165
其中β1，β2，β3以及β4为所述驱动系统的系统参数，q1，q2以及q3为分数阶导数的阶数，x1，y1以及z1为预设数量的第一状态量。
进一步地，β1的值为-2，β2的值为3.5，β3的值为0.6，β4的值为-1；q1，q2以及q3的值均为0.95；x1的值为-2，y1的值为0.5，z1的值为0.2。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口802用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选地，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述处理器可以是通用处理器，包括中央处理器、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字指令处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路、现场可编程门陈列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
实施例10：
在上述各实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种电子设备900，如图9所示，包括：处理器901、通信接口902、存储器903和通信总线901，其中，处理器901，通信接口902，存储器903通过通信总线901完成相互间的通信；
所述存储器903中存储有计算机程序，当所述程序被所述处理器901执行时，使得所述处理器901执行如下步骤：
接收发送端发送的目标混沌信号；
根据预设数量的第二状态量及响应模块获取第二混沌信号，其中，所述响应模块为具有五次方非线性项的分数阶响应系统；
根据所述目标混沌信号及所述第二混沌信号，确定第二目标信号。
进一步地，所述具有五次方非线性项的分数阶响应系统为：
Figure BDA0001897190580000181
其中u1,u2,u3为自适应控制器，
Figure BDA0001897190580000182
以及
Figure BDA0001897190580000183
为所述响应系统的系统参数，q1，q2以及q3为分数阶导数的阶数，x2，y2以及z2为预设数量的第二状态量。
进一步地，
Figure BDA0001897190580000184
的值为-2，
Figure BDA0001897190580000185
的值为3.5，
Figure BDA0001897190580000186
的值为0.6，
Figure BDA0001897190580000187
的值为-1；q1，q2以及q3的值均为0.95；x2的值为0.5，y2的值为1，z2的值为-1。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口902用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选地，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述处理器可以是通用处理器，包括中央处理器、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字指令处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路、现场可编程门陈列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
实施例11：
在上述各实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有可由电子设备执行的计算机程序，当所述程序在所述电子设备上运行时，使得所述电子设备执行时实现如下步骤：
所述存储器中存储有计算机程序，当所述程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
根据预设数量的第一状态量及驱动模块，获取第一混沌信号，其中，所述驱动模块为具有五次方非线性项的分数阶驱动系统；
将待发送的第一目标信号加载到所述第一混沌信号中，得到目标混沌信号；
将所述目标混沌信号发送到接收端。
进一步地，所述第一混沌信号的信号强度大于所述待发送的第一目标信号的信号强度。
进一步地，所述具有五次方非线性项的分数阶驱动系统为：
Figure BDA0001897190580000191
其中β1，β2，β3以及β4为所述驱动系统的系统参数，q1，q2以及q3为分数阶导数的阶数，x1，y1以及z1为预设数量的第一状态量。
进一步地，β1的值为-2，β2的值为3.5，β3的值为0.6，β4的值为-1；q1，q2以及q3的值均为0.95；x1的值为-2，y1的值为0.5，z1的值为0.2。
上述计算机可读存储介质可以是电子设备中的处理器能够存取的任何可用介质或数据存储设备，包括但不限于磁性存储器如软盘、硬盘、磁带、磁光盘(MO)等、光学存储器如CD、DVD、BD、HVD等、以及半导体存储器如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器(NANDFLASH)、固态硬盘(SSD)等。
实施例12：
在上述各实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有可由电子设备执行的计算机程序，当所述程序在所述电子设备上运行时，使得所述电子设备执行时实现如下步骤：
所述存储器中存储有计算机程序，当所述程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
接收发送端发送的目标混沌信号；
根据预设数量的第二状态量及响应模块获取第二混沌信号，其中，所述响应模块为具有五次方非线性项的分数阶响应系统；
根据所述目标混沌信号及所述第二混沌信号，确定第二目标信号。
进一步地，所述具有五次方非线性项的分数阶响应系统为：
Figure BDA0001897190580000201
其中u1,u2,u3为自适应控制器，
Figure BDA0001897190580000202
以及
Figure BDA0001897190580000203
为所述响应系统的系统参数，q1，q2以及q3为分数阶导数的阶数，x2，y2以及z2为预设数量的第二状态量。
进一步地，
Figure BDA0001897190580000204
的值为-2，
Figure BDA0001897190580000205
的值为3.5，
Figure BDA0001897190580000206
的值为0.6，
Figure BDA0001897190580000207
的值为-1；q1，q2以及q3的值均为0.95；x2的值为0.5，y2的值为1，z2的值为-1。
上述计算机可读存储介质可以是电子设备中的处理器能够存取的任何可用介质或数据存储设备，包括但不限于磁性存储器如软盘、硬盘、磁带、磁光盘(MO)等、光学存储器如CD、DVD、BD、HVD等、以及半导体存储器如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器(NANDFLASH)、固态硬盘(SSD)等。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种信号发送方法，其特征在于，应用于发送端，所述方法包括：
根据预设数量的第一状态量及驱动模块，获取第一混沌信号，其中，所述驱动模块为具有五次方非线性项的分数阶驱动系统；
将待发送的第一目标信号加载到所述第一混沌信号中，得到目标混沌信号；
将所述目标混沌信号发送到接收端；
其中，所述接收端用于对所述目标混沌信号进行解密，所述接收端设置有响应模块，所述响应模块为具有五次方非线性项的分数阶响应系统；所述具有五次方非线性项的分数阶响应系统为：
Figure FDA0003943694630000011
其中u1,u2,u3为自适应控制器，
Figure FDA0003943694630000012
以及
Figure FDA0003943694630000013
为所述响应系统的系统参数，q1，q2以及q3为分数阶导数的阶数，x2，y2以及z2为预设数量的第二状态量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一混沌信号的信号强度大于所述待发送的第一目标信号的信号强度。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述具有五次方非线性项的分数阶驱动系统为：
Figure FDA0003943694630000014
其中β1，β2，β3以及β4为所述驱动系统的系统参数，q1，q2以及q3为分数阶导数的阶数，x1，y1以及z1为预设数量的第一状态量。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，β1的值为-2，β2的值为3.5，β3的值为0.6，β4的值为-1；q1，q2以及q3的值均为0.95；x1的值为-2，y1的值为0.5，z1的值为0.2。
5.一种信号接收方法，其特征在于，应用于接收端，所述方法包括：
接收发送端发送的目标混沌信号；
根据预设数量的第二状态量及响应模块获取第二混沌信号，其中，所述响应模块为具有五次方非线性项的分数阶响应系统；
根据所述目标混沌信号及所述第二混沌信号，确定第二目标信号；
其中，所述具有五次方非线性项的分数阶响应系统为：
Figure FDA0003943694630000021
其中u1,u2,u3为自适应控制器，
Figure FDA0003943694630000022
以及
Figure FDA0003943694630000023
为所述响应系统的系统参数，q1，q2以及q3为分数阶导数的阶数，x2，y2以及z2为预设数量的第二状态量。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，
Figure FDA0003943694630000024
的值为-2，
Figure FDA0003943694630000025
的值为3.5，
Figure FDA0003943694630000026
的值为0.6，
Figure FDA0003943694630000027
的值为-1；q1，q2以及q3的值均为0.95；x2的值为0.5，y2的值为1，z2的值为-1。
7.一种信号发送装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于根据预设数量的第一状态量及驱动模块，获取第一混沌信号，其中，所述驱动模块为具有五次方非线性项的分数阶驱动系统；
加载模块，用于将待发送的第一目标信号加载到所述第一混沌信号中，得到目标混沌信号；
发送模块，用于将所述目标混沌信号发送到接收端；
其中，所述接收端用于对所述目标混沌信号进行解密，所述接收端设置有响应模块，所述响应模块为具有五次方非线性项的分数阶响应系统；所述具有五次方非线性项的分数阶响应系统为：
Figure FDA0003943694630000031
其中u1,u2,u3为自适应控制器，
Figure FDA0003943694630000032
以及
Figure FDA0003943694630000033
为所述响应系统的系统参数，q1，q2以及q3为分数阶导数的阶数，x2，y2以及z2为预设数量的第二状态量。
8.一种信号接收装置，其特征在于，所述装置包括：
接收模块，用于接收发送端发送的目标混沌信号；
获取模块，用于根据预设数量的第二状态量及响应模块获取第二混沌信号，其中，所述响应模块为具有五次方非线性项的分数阶响应系统；
确定模块，用于根据所述目标混沌信号及所述第二混沌信号，确定第二目标信号；
其中，所述具有五次方非线性项的分数阶响应系统为：
Figure FDA0003943694630000034
其中u1,u2,u3为自适应控制器，
Figure FDA0003943694630000035
以及
Figure FDA0003943694630000036
为所述响应系统的系统参数，q1，q2以及q3为分数阶导数的阶数，x2，y2以及z2为预设数量的第二状态量。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器；
所述处理器，用于读取所述存储器中的程序，执行下列过程：根据预设数量的第一状态量及驱动模块，获取第一混沌信号，其中，所述驱动模块为具有五次方非线性项的分数阶驱动系统；将待发送的第一目标信号加载到所述第一混沌信号中，得到目标混沌信号；将所述目标混沌信号发送到接收端；其中，所述接收端用于对所述目标混沌信号进行解密，所述接收端设置有响应模块，所述响应模块为具有五次方非线性项的分数阶响应系统；所述具有五次方非线性项的分数阶响应系统为：
Figure FDA0003943694630000041
其中u1,u2,u3为自适应控制器，
Figure FDA0003943694630000042
以及
Figure FDA0003943694630000043
为所述响应系统的系统参数，q1，q2以及q3为分数阶导数的阶数，x2，y2以及z2为预设数量的第二状态量。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器；
所述处理器，用于读取所述存储器中的程序，执行下列过程：接收发送端发送的目标混沌信号；根据预设数量的第二状态量及响应模块获取第二混沌信号，其中，所述响应模块为具有五次方非线性项的分数阶响应系统；根据所述目标混沌信号及所述第二混沌信号，确定第二目标信号；其中，所述具有五次方非线性项的分数阶响应系统为：
Figure FDA0003943694630000044
其中u1,u2,u3为自适应控制器，
Figure FDA0003943694630000045
以及
Figure FDA0003943694630000046
为所述响应系统的系统参数，q1，q2以及q3为分数阶导数的阶数，x2，y2以及z2为预设数量的第二状态量。
11.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
所述存储器中存储有计算机程序，当所述程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1-4任一项所述方法的步骤。
12.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
所述存储器中存储有计算机程序，当所述程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求5-6任一项所述方法的步骤。
13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有可由电子设备执行的计算机程序，当所述程序在所述电子设备上运行时，使得所述电子设备执行权利要求1-4任一项所述方法的步骤。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有可由电子设备执行的计算机程序，当所述程序在所述电子设备上运行时，使得所述电子设备执行权利要求5-6任一项所述方法的步骤。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111953473B (zh) * 2020-08-14 2022-02-15 北京邮电大学 一种信号处理方法及装置
CN113364572B (zh) * 2021-05-31 2023-04-07 中国移动通信集团陕西有限公司 通信方法、装置、电子设备及可读存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103634099A (zh) * 2013-12-19 2014-03-12 哈尔滨理工大学 一种五维混沌系统及基于五维混沌系统的混沌信号发生器
CN106301757A (zh) * 2016-08-25 2017-01-04 王波 一种混沌保密通信系统
CN106712890A (zh) * 2016-12-09 2017-05-24 电子科技大学 一种保密通信系统的发射端和接收端
CN107359983A (zh) * 2017-08-25 2017-11-17 中国人民解放军海军航空工程学院 基于无非线性项混沌信号掩盖的信号加密传输与恢复方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103634099A (zh) * 2013-12-19 2014-03-12 哈尔滨理工大学 一种五维混沌系统及基于五维混沌系统的混沌信号发生器
CN106301757A (zh) * 2016-08-25 2017-01-04 王波 一种混沌保密通信系统
CN106712890A (zh) * 2016-12-09 2017-05-24 电子科技大学 一种保密通信系统的发射端和接收端
CN107359983A (zh) * 2017-08-25 2017-11-17 中国人民解放军海军航空工程学院 基于无非线性项混沌信号掩盖的信号加密传输与恢复方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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一类分数阶Genesio-Tesi系统的滑模混沌同步;毛北行;《中山大学学报（自然科学版）》;20170331;正文第1-3章 *

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