基于fpga技术的混沌信号产生与语音保密通信的研究

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1、摘要混沌现象是非线性系统中出现的确定性的、类随机的过程。它是非周期的、有界的、但不收敛的过程，并对初始条件极为敏感。由于它的这些特性决定了混沌信号特别适用于保密通信。但是在目前国内外的许多相关文献中，主要是报道用分立元件设计模拟电路来产生模拟混沌信号，而有关用现代数字信号处理技术来研究和产生混沌信号并应用于保密通讯的报道却很少。本论文首先在第一章总体上介绍了本课题的研究背景和研究意义，并在第二章具体地解释了混沌及其保密通讯的一些基本概念。由于本论文所论述的是一种基于FPGA技术的Lorenz混沌信号的产生及其在语音混沌保密通信中的应用的新方法。所以在第三章我们简要地介绍了FPGA的基本概念和F

2、PGA开发中所用到的一系列软件开发平台。最后，在深入了解现阶段国内外相关学术文献的基础上，用第四章和第五章两个章节重点地介绍了如何利用FPGA技术产生Lorenz混沌信号以及实现语音保密通信的软硬件设计方法。众所周知，现代数字信号处理技术只能处理离散数字系统。而混沌系统是连续模拟系统，本课题是要用FPGA技术产生混沌信号然后才能进行语音保密通讯，那么首先就要对连续混沌系统进行离散化处理，以便离散化后的混沌系统能在FPGA上实现。在此基础上，本文给出以Lorenz混沌系统为实例，给出了用现代FPGA技术产生混沌信号并且实现语音保密通讯的软硬件实验结果。由于产生混沌信号的算法都是进行的浮点运算，所

3、以利用FPGA技术来产生混沌信号并对混沌信号进行处理是一种新的挑战。本文的创新点在于提出了一种将连续混沌系统离散化的方法，并且用FPGA技术实现了浮点运算，并在此理论基础上用完成了语音混沌保密通信的初步设计。关键词：连续混沌系统；离散混沌系统；Lorenz混沌吸引子；FPGA技术；保密通信，实数处理三兰三兰』兰三兰堡兰兰堡兰兰AbstractChaoticphenomenonappearsinthenon—linearsystem．Chaosisdeterminant，acyclic，convergenLsensitivetoinitialvalueanditlooksasifrandombu

4、tactuallynot．Becauseofthesecharacteristicsdeterminesthechaoticsignalisparticularlyapplicabletosecurecommunication．Andnow,itisalwaysreportedinreferencedliteraturethatmanykindsofcontinuouschaoticsystemarefulfilledbyseparateanalogycircuitdevice．Butveryfewofthemareresearchedandrealizedbymodemdiscretesig

5、nalprocessmethod．Atfirst，wehaveintroducedthebackgroundandthesignificanceofourresearchworkinchapter1，andthenwehaveexplainedthebasicconceptofchaosandsecurecommunicationinchapter2．AsdescribedinthispaperisthenewmethodofgenermingLorenzchaoticsignalsandapplyinginvoicesecurecommunicationbasedonFPGAtechnolo

6、gy，itisnecessarytointroducetheconceptofFPGAandthesoftwaredevelopmenttoolsinchapter3，whichFPGAdesignrequires．Finally，basedonthein-depthinvestigationofrelationaldatum，thispaperpresentsanewwayhowtogeneratingtheLorenzchaoticsignalandachievevoicesecurecommunicationOiltheFPGAplatforminlasttwochapters．Itis

7、wellknownthatmodemdiscretesignalprocesstechnologyaimsatdiscretesystem．However,thechaosticsystemiscontinuousanologsystem．Thefirst，itwillgenerateLorenzchaostiesignal．BecausetheaimoftheissueistouseFPGAte