本發(fā)明涉及保密通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種基于可見光LED的高速可見光混沌保密通信裝置。

背景技術(shù)：

可見光通信技術(shù)是一種以可見光波段得光作為信息載體，在空氣中直接傳輸光信號(hào)的通訊方式；隨著全球社會(huì)信息化的深入發(fā)展和持續(xù)推進(jìn)，通信用戶不斷增加，可見光通信技術(shù)以容量大、速率高、抗干擾性和實(shí)用性強(qiáng)等方面的明顯優(yōu)勢，發(fā)展得十分迅速。但是，現(xiàn)有技術(shù)可見光通信中的信息安全保障還很薄弱，可見光通信中的信息很容易被竊密者攻破。另外，混沌是指在確定性非線性系統(tǒng)中存在的類似隨機(jī)的不規(guī)則的現(xiàn)象，混沌信號(hào)具有獨(dú)特保密特性，可以將信息更好的隱藏。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決可見光LED的通信保密性較低存在的缺陷，本發(fā)明結(jié)合混沌的天然物理保密特性和可見光LED的高速傳輸信息能力，提出一種基于可見光LED的高速可見光混沌保密通信裝置，提高了可見光通信的安全性能。

本發(fā)明一種基于可見光LED的高速可見光混沌保密通信裝置，包括主混沌振蕩器模塊和從混沌振蕩器模塊；

所述主混沌振蕩器模塊通過自身反饋回路生成混沌信號(hào)，通過調(diào)制器將有用信息與混沌信號(hào)混合生成混沌載波信號(hào)，并將混合有有用信息的混沌載波信號(hào)發(fā)射給從混沌振蕩器模塊；

所述從混沌振蕩器模塊接收主混沌振蕩器模塊傳來的混沌載波信號(hào)，并將該混沌載波信號(hào)與從混沌振蕩器模塊通過自身反饋回路生成的混沌信號(hào)相減，從而得到混沌載波信號(hào)中混合的有用信息；

其中，所述主混沌振蕩器模塊和從混沌振蕩器模塊具有相同的光源參數(shù)和反饋裝置，兩者通過自身反饋回路生成的混沌信號(hào)高度相似。

進(jìn)一步的，所述主混沌振蕩器模塊和從混沌振蕩器模塊均包括可見光源、濾波器、光耦合器、衰減器、光電二極管和放大器；其中，在主混沌振蕩器模塊還設(shè)置有調(diào)制器，在從混沌振蕩器模塊中設(shè)置有減法器；

所述主混沌振蕩器的可見光源Ⅰ、濾波器Ⅰ、光耦合器Ⅰ、光耦合器Ⅱ和光電二極管Ⅱ順序連接且由光電二極管Ⅱ輸出混沌載波信號(hào)；所述光耦合器Ⅰ的另一輸出端與衰減器Ⅰ、光電二極管Ⅰ和放大器Ⅰ順序連接組成反饋回路Ⅰ且與可見光源Ⅰ連接；所述光耦合器Ⅱ的另一輸出端與調(diào)制器連接，所述調(diào)制器與有用信號(hào)輸入端連接；

所述從混沌振蕩器模塊的可見光源Ⅱ、濾波器Ⅱ、光耦合器Ⅲ、光電二極管Ⅲ和減法器順序連接；所述光耦合器Ⅲ的另一輸出端衰減器Ⅱ、光耦合器Ⅳ、光電二極管Ⅳ和放大器Ⅱ順序連接組成反饋回路Ⅱ且與可見光源Ⅱ連接；所述減法器的另一輸入端與光耦合器Ⅴ的輸出端連接，所述光耦合器Ⅴ的另一輸出端與光耦合器Ⅳ的輸入端連接，所述光耦合器Ⅴ的輸入端連接混沌載波信號(hào)。

進(jìn)一步的，所述可見光源Ⅰ和可見光源Ⅱ均為LED光源。

進(jìn)一步的，在所述可見光源Ⅰ和可見光源Ⅱ的光源裝置中設(shè)置有光隔離器。

進(jìn)一步的，在反饋回路Ⅰ和反饋回路Ⅱ中設(shè)置有摻鉺光纖放大器，對(duì)傳輸中損失的功率進(jìn)行補(bǔ)償。

本發(fā)明一種基于可見光LED的高速可見光混沌保密通信裝置的有益效果是通過在主混沌模塊中通過調(diào)制器將有用信息和混沌載波信號(hào)混合，使有用信息隱藏于混沌信號(hào)中，有利于顯著提高可見光通信的安全性能。

附圖說明

附圖1為一種基于可見光LED的高速可見光混沌保密通信裝置主振蕩器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為一種基于可見光LED的高速可見光混沌保密通信裝置從振蕩器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1為可見光源Ⅰ、2為光耦合器Ⅰ、3為光電二極管Ⅰ、4為濾波器Ⅰ、5為衰減器Ⅰ、6為放大器Ⅰ、7為調(diào)制器、8為減法器、10為可見光源Ⅱ、20為光耦合器Ⅱ、22為光耦合器Ⅲ、24為光耦合器Ⅳ、26為光耦合器Ⅴ、30為光電二極管Ⅱ、32為光電二極管Ⅲ、34為光電二極管Ⅳ、40為濾波器Ⅱ、50為衰減器Ⅱ、60為放大器Ⅱ。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明一種基于可見光LED的高速可見光混沌保密通信裝置作進(jìn)一步的說明。

附圖1為一種基于可見光LED的高速可見光混沌保密通信裝置主振蕩器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為一種基于可見光LED的高速可見光混沌保密通信裝置從振蕩器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可知，本發(fā)明一種基于可見光LED的高速可見光混沌保密通信裝置，包括主混沌振蕩器模塊和從混沌振蕩器模塊；主混沌振蕩器模塊通過自身反饋回路生成混沌信號(hào)，通過調(diào)制器7將有用信息與混沌信號(hào)混合生成混沌載波信號(hào)，并將混合有有用信息的混沌載波信號(hào)發(fā)射給從混沌振蕩器模塊。從混沌振蕩器模塊接收主混沌振蕩器模塊傳來的混沌載波信號(hào)，并將該混沌載波信號(hào)與從混沌振蕩器模塊通過自身反饋回路生成的混沌信號(hào)相減，從而得到混沌載波信號(hào)中混合的有用信息；其中，所述主混沌振蕩器模塊和從混沌振蕩器模塊具有相同的光源參數(shù)和反饋裝置，兩者通過自身反饋回路生成的混沌信號(hào)高度相似。

所述主混沌振蕩器模塊和從混沌振蕩器模塊均包括可見光源、濾波器、光耦合器、衰減器、光電二極管和放大器；其中，在主混沌振蕩器模塊還設(shè)置有調(diào)制器，在從混沌振蕩器模塊中設(shè)置有減法器；主混沌振蕩器的可見光源Ⅰ1、濾波器Ⅰ4、光耦合器Ⅰ2、光耦合器Ⅱ20和光電二極管Ⅱ30順序連接且由光電二極管Ⅱ30輸出混沌載波信號(hào)；所述光耦合器Ⅰ2的另一輸出端與衰減器Ⅰ5、光電二極管Ⅰ3和放大器Ⅰ6順序連接組成反饋回路Ⅰ且與可見光源Ⅰ1連接；所述光耦合器Ⅱ20的另一輸出端與調(diào)制器7連接，所述調(diào)制器7與有用信號(hào)輸入端連接。

從混沌振蕩器模塊的可見光源Ⅱ10、濾波器Ⅱ40、光耦合器Ⅲ22、光電二極管Ⅲ32和減法器8順序連接；所述光耦合器Ⅲ22的另一輸出端衰減器Ⅱ50、光耦合器Ⅳ24、光電二極管Ⅳ34和放大器Ⅱ60順序連接組成反饋回路Ⅱ且與可見光源Ⅱ10連接；所述減法器8的另一輸入端與光耦合器Ⅴ26的輸出端連接，所述光耦合器Ⅴ26的另一輸出端與光耦合器Ⅳ24的輸入端連接，所述光耦合器Ⅴ26的輸入端連接混沌載波信號(hào)。

具體的，上述基于可見光LED的高速可見光混沌保密通信裝置的基本原理：首先在主混沌振蕩器模塊中，可見光源Ⅰ是能夠生成可見光的LED燈，為了防止來自光纖端面或耦合器的外部光反饋，光源裝置中插入了一個(gè)光隔離器。濾波器的作用是確定非線性的可見光波長。之后光波再經(jīng)耦合器將光波分成兩部分，一部分經(jīng)過反饋環(huán)反饋回光源裝置，在反饋環(huán)上中采用光纖線和衰減器分別調(diào)整延遲時(shí)間和反饋增益。在光波反饋回光源之前，需要經(jīng)過一個(gè)摻鉺光纖放大器來對(duì)傳輸中損失的功率進(jìn)行補(bǔ)償。通過光反饋產(chǎn)生的混沌信號(hào)經(jīng)光耦合器后從主振蕩器模塊輸出，在這之前，鏈路中插入的調(diào)制器用來對(duì)加入的有用信息進(jìn)行調(diào)制，信息通過調(diào)制后掩藏于光混沌載波信號(hào)中，實(shí)現(xiàn)信息的加密輸出。從振蕩器的反饋回路采用和主振蕩器模塊中相同的裝置器件，以達(dá)到兩個(gè)模塊產(chǎn)生同步的混沌載波信號(hào)。主振蕩器模塊接收的信號(hào)減去從振蕩器中的光混沌載波信號(hào)實(shí)現(xiàn)信息的解密過程，從而得到我們所需的有用信息。由于主混沌振蕩器模塊和從混沌振蕩器模塊采用的是參數(shù)相同的光源和反饋裝置，生成的混沌載波信號(hào)是高度相似的，所以最后才能通過相減的操作得到需要傳送的有用信息。

其中，可見光源Ⅰ1和可見光源Ⅱ10均為LED光源?？梢姽庠储?和可見光源Ⅱ10的光源裝置中設(shè)置有光隔離器。在反饋回路Ⅰ和反饋回路Ⅱ中設(shè)置有摻鉺光纖放大器，對(duì)對(duì)傳輸中損失的功率進(jìn)行補(bǔ)償。

顯然，本發(fā)明一種基于可見光LED的高速可見光混沌保密通信裝置的有益效果是通過在主混沌模塊中通過調(diào)制器將有用信息和混沌載波信號(hào)混合，使有用信息隱藏于混沌信號(hào)中，有利于顯著提高可見光通信的安全性能。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。