【技术实现步骤摘要】
本申请属于光传输通信，具体涉及一种基于功率域混沌分布匹配的编码方法及装置。
技术介绍
1、近年来，移动数据流量的需求及新兴业务的快速增长，对未来移动通信技术的更迭提出了更高的要求。现今，5g 作为当前的新一代移动通信系统，其全新的网络技术架构和广泛的应用场景，正逐步满足人类社会对移动通信的多样化需求，人们的各种信息也与通信网络关联更加紧密，因此确保数据传输的安全性也变得尤为重要。
2、目前通信系统的加密方式主要分为网络上层和物理层的加密两种。其中，光网络的上层方案存在一定的安全风险，随着用户数量的增加，对密钥管理带来了困难。相比之下，物理层面的加密技术则更为安全，且混沌加密技术具有成本和计算复杂度低的优势。混沌信号具有非周期性、高度复杂性、天然的隐蔽性、类似噪声、长期不可预测性、易于实现等特性，从而使其非常适合应用于保密通信过程，利用混沌系统对通信信号进行加密具有深远意义。此外，为了进一步提升通信的安全性，必须要对密钥进行更新迭代，防止密钥泄露带来的安全隐患。因此，如何在不占用固有频带资源的情况下实现密钥的迭代与分发，是亟需解决的关键问题。
3、传统的资源复用技术由于不能很好地利用功率域资源导致在未来不足以应对这种挑战，所以为了充分利用功率域资源，更灵活地进行资源分配，对新的功分复用（pdm）技术的研究是当下及未来光通信系统的热点研究内容。因此，充分利用功率域资源，实现通密一体的信号传输，是解决上述问题的一个有效手段。
技术实现思路
1、在新的功分复用技术应
2、目的：鉴于以上技术问题中的至少一项，本申请提供一种基于功率域混沌分布匹配的编码方法及装置，将密钥随传与概率整形技术进行了有效的结合，并引入了星座叠加的概念。通过将qpsk星座图所构成的信息流和密钥流在复平面上进行叠加，进而形成16qam星座图的加密流，再进行分区星座图的平移旋转和概率整形得到ps-16qam星座图，提升信号传输的质量。
3、本申请采用的技术方案为：
4、第一方面，本申请提供了一种基于功率域混沌分布匹配的编码方法，包括：
5、获取密钥初值和待发送的原始数据；
6、将所述密钥初值通过蔡氏混沌系统进行混沌加密生成混沌序列；
7、将所述密钥初值经过进制转换、按规则映射处理，得到由qpsk星座图所构成的密钥流；
8、利用所述混沌序列对二进制形式的原始数据进行加密、串并变换后，再进行正交相移键控qpsk映射，得到均匀分布的qpsk星座图所构成的信息流；
9、将所述密钥流、信息流分别进行功率分配，对功率分配后的密钥流和信息流进行星座图叠加形成非均匀分布16qam星座图的加密流；
10、将加密流的分区星座图按照规则对每个区域进行平移旋转，最后实现概率整形得到ps-16qam星座图加密流。
11、第二方面，本申请提供了一种基于功率域混沌分布匹配的编码装置，包括处理器及存储介质；
12、所述存储介质用于存储指令；
13、所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据第一方面所述的方法。
14、第三方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述方法。
15、有益效果：本申请提供的基于功率域混沌分布匹配的编码方法及装置，具有以下优点：将由qpsk星座图所构成的信息流与密钥流进行叠加传输，此举不仅减少了密钥泄露风险、简化了密钥管理，由于在通信过程中动态更新密钥，而不需要中断通信或重新建立连接，故还带来了更高的通信效率。本申请还巧妙地对密钥进行了相应的规则映射，由此形成的密钥流有了更高的随机性和复杂性，使得未经授权的接收者难以破译信息，从而有效提升了通信的安全性。此外，本申请通过平移旋转16qam星座图的四个区域，并调整信号点的分布，可以实现中间概率高、四周概率低的概率整形。这种概率整形技术有助于降低解码时的错误概率和平均功率消耗，且能够提升非线性容忍度。综上所述，本专利技术在提高通信系统安全性、优化信号分布、增加非线性容忍度等方面展现出显著优势，不仅提升了通信系统效率，还优化了解码性能，并显著降低了误码率和密钥泄露的风险，实现了密钥与信号的高安全高性能传输。
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1.一种基于功率域混沌分布匹配的编码方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述密钥初值通过蔡氏混沌系统进行混沌加密生成混沌序列，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述密钥初值经过进制转换、按规则映射处理，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述二进制比特流按混沌映射规则映射处理，得到由QPSK星座图所构成的密钥流，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述混沌序列对二进制形式的原始数据进行加密采用异或XOR加密。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述均匀分布的QPSK星座图所构成的信息流中，QPSK星座图由四个等间距的点组成，分别代表四个相位状态0°, 90°, 180°, 270°，这些点在复平面上均匀分布，形成正方形的四个顶点，其中正方形的对角线互相垂直且等长，表示四个相位状态之间的等间距关系。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述密钥流、信息流分别进行功率分配，对功率分配后的密钥流和信息流进行星座图叠
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将加密流的分区星座图按照规则对每个区域进行平移旋转，最后实现概率整形得到PS-16QAM星座图加密流，包括：
9.一种基于功率域混沌分布匹配的编码装置，其特征在于，包括处理器及存储介质；
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8任一项所述方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于功率域混沌分布匹配的编码方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述密钥初值通过蔡氏混沌系统进行混沌加密生成混沌序列，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述密钥初值经过进制转换、按规则映射处理，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述二进制比特流按混沌映射规则映射处理，得到由qpsk星座图所构成的密钥流，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述混沌序列对二进制形式的原始数据进行加密采用异或xor加密。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述均匀分布的qpsk星座图所构成的信息流中，qpsk星座图由四个等间距的点组成，分别代表四个相位状态0°, 90°...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘博，任建新，毛雅亚，朱磊，陈帅东，田凤，刘新雨，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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