一种加密OFDM信号的安全通信系统的制作方法

一种加密ofdm信号的安全通信系统
技术领域
1.本发明属于混沌通信网络中保密通信与信息安全技术领域，具体涉及一种加密ofdm信号的安全通信系统。


背景技术：

2.混沌是确定系统的随机现象，对初值敏感，广泛用于保密通信和图像加密，而正交频分复用技术(ofdm)，充分利用了频带资源，它是一种利用互相正交的多子载波技术，首先将信息进行正交幅度调制(m-qam)或者相移键控(m-psk)调制，再调制到各个子载波上，将信号映射成复数符号，利用逆向快速傅里叶变换(ifft)将信号变成时域信号，加上导频以及循环前缀，再通过数模转换及上变频，利用强度调制器，将其调制到强度调制器上的混沌光信号上，再利用光纤信道传输。
3.现有技术中，混沌通信一般采用数字信息调制偏置电流来实现信息加密，而数字信息本身携带噪声，这样会对系统的信噪比造成负面影响，从而使得误码率增大。


技术实现要素：

4.现有的ofdm-pon技术不利于混沌载波进行通信，且混沌通信中，调制的信号为二进制数字信号(即混沌通信利用数字信息调制偏置电流来实现信息加密，数字信息本身携带噪声，这样会对系统的信噪比造成负面影响，从而使得误码率增大)，针对现有技术的这些不足，本发明提供了一种加密ofdm信号的安全通信系统。
5.本发明在qam调制模块(qam调制器：max5852模块)中，将数字信号变成同相和正交的复数信号，并通过串并变换电路，变成并行信号，输出到ofdm调制模块(ofdm调制芯片优选dss7700芯片)，ofdm调制模块将生成的ofdm符号，并通过并串变换电路，变成串行信号，利用强度调制器，将其调制到强度调制器上中的混沌光信号上。此处设定激光器的偏置电流，这样反馈激光器产生强度混沌，然后传输到光电振荡环，从而信号既具有强度混沌，又具有相位混沌的特点。由光电振荡环组成的相位混沌发生器，与现有振荡环不同的是，在将光信号转换成电信号时，光信号分成两路，其中有一路被延迟，而两路信号然后相加，其有点在于能隐藏时间延迟签名。
6.本发明的接收端，同步的光电振荡环，产生与发射端反相的相位混沌，从而抵消掉接收信号中的混沌相位，然后与接收端激光器产生的混沌，通过光电转换，进行相减，解调出ofdm信号。ofdm解调模块(ofdm解调制芯片：dss7700芯片)通过下变频，以及去掉导频以及循环前缀，利用快速傅里叶变换(fft)，将接收的信息转换成频域信息，再利用相干解调以及映射关系，由qam解调模块解调出原始信息。
7.为了达到上述发明目的，本发明采取以下技术方案：
8.一种加密ofdm信号的安全通信系统，包括发送端、接收端，发送端与接收端通过光纤连接；其结构：
9.发送端，包括相同结构的n路，第n路结构如下：第n反射镜与第n半导体激光器连
接，第n半导体激光器输出的混沌信号通过光纤注入到第n强度调制器，第n qam调制模块与第n ofdm调制模块连接，第nofdm调制模块输出信号，连接到第n强度调制器，第n强度调制器与第2n-1相位调制器连接，第2n-1相位调制器与第2n-1光耦合器相连，第2n-1光耦合器一个端口连接到第2n相位调制器，第2n相位调制器通过延时光纤连接到第2n-1马赫-增德尔干涉仪，第2n-1马赫-增德尔干涉仪与第2n光耦合器连接，第2n光耦合器一个端口与双pd(光电检测器)的第2n光电检测模块连接，双pd的第2n光电检测模块与第2n射频放大器连接，第2n射频放大器输出信号对第2n相位调制器中的光混沌信号进行相位调制，第2n光耦合器一个端口通过延时光纤与第2n马赫-增德尔干涉仪，第2n马赫-增德尔干涉仪与双pd的第2n-1光电检测模块连接，第2n-1光电检测模块与第2n-1射频放大器连接，第2n-1射频放大器输出信号对第2n-1相位调制器中的光混沌信号进行相位调制，第2n-1相位调制器中的光混沌信号输入到第2n-1光耦合器后，第2n-1光耦合器的另一端通过光纤连接到合波器；共有n路信号复用到合波器，将信号合成一路通过光纤发送到接收端。
10.接收端通过分波器将信号按照波长进行路由，将信号分成具有相同结构的n路，第n路结构如下：分波器的第
·
n接口与第4n-1耦合器连接，第4n-1耦合器一个端口与第4n-1相位调制器连接，第4n-1相位调制器与第4n耦合器连接，第4n耦合器一个端口通过延时光纤与第4n-1马赫-曾德尔干涉仪连接，4n-1马赫-曾德尔干涉仪与第4n-1光电检测器连接，第4n-1光电检测器与第4n-1射频放大器连接，第4n-1射频放大器与第4n-1相位调制器连接；第4n耦合器另一个端口通过延时光纤与第4n马赫-曾德尔干涉仪连接，第4n马赫-曾德尔干涉仪与第4n光电检测模块连接，第4n光电检测模块与第4n射频放大器连接，第4n射频放大器与第4n相位调制器连接；第4n-1耦合器一个端口与第4n相位调制器左端口连接，第4n射频放大器输出的信号对第4n相位调制器中来自第4n-1耦合器的光信号进行相位调制，由于同步效应，产生的反相相位抵消来自第4n-1耦合器的光信号中的混沌相位，这样即是强度混沌又是相位混沌的信号变成强度混沌。在信号恢复的结构中，第4n相位调制器与第n分束器连接，第n分束器的一个端口与第n环形器连接，第n环形器与第2n激光器连接，第2n激光器与第2n反射镜连接，第n分束器另一个端口与单pd的第2n-1光电检测器连接，单pd的第2n-1光电检测器与第n减法器连接，第n减法器的另一端与第2n单pd光电检测器连接，第2n单pd光电检测器与第n环形器连接，这样通过减法器，恢复出ofdm信号。在ofdm解调模块(ofdm解调制芯片优选dss7700芯片)中，通过下变频，以及去掉导频以及循环前缀，利用快速傅里叶变换(fft)，将接收的信息转换成频域信息，再利用相干解调以及映射关系，在qam解调模块解调出原始信息。
11.本发明针对现有技术不足，在信息加密时，不采用数字信息调制偏置电流，而是在电域将信息进行正交幅度调制(m-qam)或者相移键控(m-psk)调制，再调制到各个子载波上，将信号映射成复数符号，利用逆向快速傅里叶变换(ifft)将信号变成时域信号，加上导频以及循环前缀，再通过数模转换及上变频，利用强度调制器，将其调制到强度调制器上的各路混沌光信号上，再传输到改进的光电振荡环里，产生相位和强度混沌，从而进一步增加了加密的复杂度，提高了通信的安全性。
12.作为优选方案，光耦合器的分光比1:1。
13.作为优选方案，合波器与分波器的信道间隔为2nm。
14.作为优选方案，发送端与接收端对应混沌半导体激光器，光电振荡环在信号未传
输前，处于同步状态。
15.作为优选方案，在发送端，所有激光器的偏置电流为20ma。
16.作为优选方案，在发送端，在qam调制模块中，形成的复数符号序列，通过其中的串并变换电路将串行的符号序列转换为并行符号流；再在ofdm调制模块中，利用ifft变换器，进行快速傅里叶变换逆变换，将频域的符号变到时域上。
17.作为优选方案，在发送端，ifft变换器输出的时域符号，在ofdm调制模块中，通过并串变换电路，转换成串行信号，加入循环前缀，强度调制到半导体激光器输出的混沌载波上。
18.作为优选方案，在发送端，强度调制器输出的光信号经过两个相位调制器后，进入光电振荡环，由马赫-曾德尔干涉仪将相位变化转换成强度变化，再由双pd的光电检测器模块转换成射频信号，放大后分别对两个相位调制器里的光信号进行相位调制，从而产生相位混沌和强度混沌光信号。
19.作为优选方案，在发送端，n路具有相位混沌和强度混沌光信号耦合进合波器，合成一路后发送到接收端。
20.作为优选方案，在接收端，由分波器按照波长路由将信号分成n路，分别发送到与发送端对称的两个光电振荡环，产生反相相移，抵消相位混沌。
21.作为优选方案，在接收端，将来自本地混沌半导体激光器的混沌信号，与来自相位调制器的去相位混沌的强度混沌通过pd转换成电信号，利用减法器进行相减，分离出ofdm符号。
22.作为优选方案，在接收端，在ofdm解调模块中，利用fft变换器，进行快速傅里叶变换逆变换，将频域的符号变到时域上，去导频循环前缀器后，串并变换器，将并行符号转换成串行符号。
23.作为优选方案，在接收端，在qam解调模块中，将串行符号按照映射规则恢复成原始信息。
24.本发明一种加密ofdm信号的安全通信系统的原理与过程为：发送端，包括相同结构的n路，每一路中，反射镜与半导体激光器连接，实现对半导体激光器的光反馈，产生强度混沌；在发送端，qam调制模块形成的复数符号序列，通过其中的串并变换电路将串行的符号序列转换为并行符号流；再在ofdm调制模块，利用ifft变换器，进行快速傅里叶变换逆变换，将频域的符号变到时域上。通过并串变换电路，转换成串行信号，加入循环前缀，强度调制到半导体激光器输出的混沌载波上。强度调制器输出的光信号经过两个相位调制器后，进入光电振荡环，由马赫-曾德尔干涉仪将相位变化转换成强度变化，再由双pd的光电检测器模块转换成射频信号，放大后分别对两个相位调制器中的光信号进行相位调制，从而产生相位混沌和强度混沌光信号，其优点是能隐藏延时信息，使得攻击者不能同步混沌系统。这样，n路具有相位混沌和强度混沌光信号耦合进合波器，合成一路后发送到接收端。
25.在接收端，由分波器按照波长路由将信号分成n路，分别发送到与发送端对称的两个光电振荡环，产生反相相移，抵消相位混沌。然后将来自本地混沌半导体激光器的混沌信号，与来自相位调制器的去相位混沌的强度混沌通过pd转换成电信号，利用减法器进行相减，分离出ofdm符号。在ofdm解调模块，利用fft变换器，进行快速傅里叶变换逆变换，将频域的符号变到时域上，去导频循环前缀器后，串并变换器，将并行符号转换成串行符号。传
输到qam解调模块，将串行符号按照映射规则就能恢复出原始信息。
26.本发明构建了由光电振荡环组成的相位混沌发生器，与现有振荡环不同的是，在将光信号转换成电信号时，光信号分成两路，其中有一路被延迟，两路信号然后相加，其有点是能隐藏时间延迟签名。此处将生成的ofdm符号，利用强度调制器，将其调制到强度调制器的混沌光信号上，同时反馈激光器产生强度混沌，然后传输到光电振荡环，这样信号既具有强度混沌，又具有相位混沌的特点。在接收端，同步的光电振荡环，产生与发射端反相的相位混沌，从而抵消掉接收信号中的混沌相位，然后与接收端激光器产生的混沌，通过光电转换，进行相减，解调出ofdm信号。再通过下变频，以及去掉导频以及循环前缀，利用快速傅里叶变换(fft)，将接收的信息转换成频域信息，再利用相干解调以及映射关系，解调出原始信息。
27.本发明利用ofdm信号强度调制发射端激光器输出的光信号，也是本发明的创新之处。本发明技术应用范围广，例如物联网安全接入、广播图像视频安全传输等。
28.本发明与现有技术相比，有益效果是：
29.本发明实现了加密ofdm信号的安全通信，其安全性在于：利用混沌激光器产生混沌信号，将ofdm信息隐藏在混沌载波中，进一步地，利用光电振荡环产生相位混沌，进一步使信号能很好的隐藏在载波中，并且混沌系统能隐藏延时信息，使得攻击者不能同步混沌系统。这样窃听者就不能分离出传输的信号。因此，本发明加密技术具有很强的安全性。
附图说明
30.图1为本发明实施例一种加密ofdm信号的安全通信系统的构架图。
31.图2(a)为本发明实施例加密前的星座图，图2(b)为本发明实施例加密后的星座图。图中显示，加密后的星座图不能恢复出传送的信息。
32.图3为本发明实施例ofdm加密通信系统通过瑞利信道后接收端恢复的星座图。
33.图4(a)第一路发送的原始信号，图4(b)为解调后的信号。
34.其中：
35.第1反射镜1-1、
…
、第n反射镜1-n、第1混沌激光器2-1、
…
、第n混沌激光器2-n、第1qam调制模块3-1、
…
、第n个qam调制模块3-n、第1ofdm调制模块4-1、
…
、第n ofdm调制模块4-n、第1强度调制器12-1、
…
、第n强度调制器12-n、第1相位调制器5-1、
…
、第2n相位调制器5-2n、第1马赫-曾德尔干涉仪7-1、
…
、第2n马赫-曾德尔干涉仪7-2n、第1光耦合器6-1、
…
、第2n光耦合器6-2n、第1双pd光电检测模块8-1、
…
、第2n双pd光电检测模块8-2n、第1射频放大器9-1、
…
、第2n射频放大器9-2n、合波器10；n为正整数(n≥1)
36.分波器11、第n+1反射镜1-(n+1)、
…
、第2n反射镜1-2n、第n+1混沌激光器2-(n+1)、
…
、第2n混沌激光器2-2n、第2n+1相位调制器5-(2n+1)、
…
、第4n相位调制器5-4n、第2n+1马赫-曾德尔干涉仪7-(2n+1)、
…
、第4n马赫-曾德尔干涉仪7-4n、第2n+1光耦合器6-(2n+1)、
…
、第4n光耦合器6-4n、第2n+1双pd光电检测模块8-(2n+1)、
…
、第4n双pd光电检测模块8-4n、第2n+1射频放大器9-(2n+1)、
…
、第4n射频放大器9-4n、第1单pd光电检测器13-1、
…
、第2n单pd光电检测器13-2n、第1减法器14-1、
…
、第n减法器14-n、第1ofdm解调模块15-1、
…
、第n ofdm解调模块15-n、第1qam解调模块16-1、
…
、第n qam解调模块16-n、第1分束器17-1、
…
、第n分束器17-n、第1环形器18-1、
…
、第n环形器18-n。
具体实施方式
37.为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。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，并获得其他的实施方式。
38.本发明优选实施例一种多用户(把不同的信息分别调制到不同的混沌载波，再合成一路)的加密ofdm信号的安全通信系统，包括发送端和接收端，发送端和接收端之间通过光纤信道进行通信。
39.发送端具体包括第1反射镜、
…
、第n反射镜、第1混沌激光器、
…
、第n混沌激光器、第1qam调制模块、
…
、第n qam调制模块、第1ofdm调制模块、
…
、第n ofdm调制模块、第1强度调制器、
…
、第n强度调制器、第1相位调制器、
…
、第2n相位调制器、第1马赫-曾德尔干涉仪、
…
、第2n马赫-曾德尔干涉仪、第1光耦合器、
…
、第2n光耦合器、第1双pd光电检测模块、
…
、第2n双pd光电检测模块、第1射频放大器、
…
、第2n射频放大器、合波器。
40.接收端包括：分波器、第n+1反射镜、
…
、第2n反射镜、第n+1混沌激光器、
…
、第2n混沌激光器、第2n+1相位调制器、
…
、第4n相位调制器、第2n+1马赫-曾德尔干涉仪、
…
、第4n马赫-曾德尔干涉仪、第2n+1光耦合器、
…
、第4n光耦合器、第2n+1双pd光电检测模块、
…
、第4n双pd光电检测模块、第2n+1射频放大器、
…
、第4n射频放大器、第1单pd光电检测器、
…
、第2n单pd光电检测器、第1减法器、
…
、第n减法器、第1ofdm解调模块、
…
、第n ofdm解调模块、第1qam解调模块、
…
、第n qam解调模块、第1分束器、
…
、第n分束器。
41.接收端与发射端通过两个光纤信道连接。
42.本发明一种多用户的加密ofdm信号的安全通信系统，具体为：
43.发送端，包括相同结构的n路，以第1路为例，第1反射镜与第1半导体激光器连接，实现对半导体激光器的光反馈，产生强度混沌，在发送端，第1qam调制模块形成的复数符号序列，通过其中的串并变换电路将串行的符号序列转换为并行符号流；再在第1ofdm调制模块，利用ifft变换器，进行快速傅里叶变换逆变换，将频域的符号变到时域上。通过并串变换电路，转换成串行信号，加入循环前缀，强度调制到半导体激光器输出的混沌载波上。第1强度调制器输出的光信号经过第1和第2相位调制器后，通过第2光耦合器进入两个光电振荡环，由第1和第2马赫-曾德尔干涉仪将相位变化转换成强度变化，再由第1和第2双pd光电检测器模块转换成射频信号，放大后分别对两个第1和第2相位调制器里的光信号进行相位调制，从而产生相位混沌和强度混沌光信号，其优点是能隐藏延时信息，使得攻击者不能同步混沌系统。这样n路具有相位混沌和强度混沌光信号耦合进合波器，合成一路后发送到接收端。
44.在接收端，由分波器按照波长路由将信号分成n路，以第1路为例，分波器的第1接口与第3耦合器连接，将一部分光信号输入到第3相位调制器，另一部分通过延时光纤输入到第3马赫-曾德尔干涉仪，将相位变化转换成强度变化，再注入到第3双pd光电检测器，转换成电信号后被第3射频放大器放大，对第3相位调制器内的信号进行相位调制；第4耦合器的一个端口通过延时光纤将信号输入到第4马赫-曾德尔干涉仪，将相位变化转换成强度变化，输入到第4双pd光电检测模块，被第4射频放大器放大，对第4相位调制器里的光信号进行调制；第4耦合器的另一个端口输出信号至第4相位调制器，第4射频放大器输出的信号对
第4相位调制器中来自第3耦合器的光信号进行相位调制，由于同步效应，产生的反相相位抵消来自第3耦合器的光信号中的混沌相位，这样即是强度混沌又是相位混沌的信号变成强度混沌。在信号恢复过程中，第4相位调制器输出信号传输到第1分束器，第1分束器的一部分光信号通过第1环形器传输到第2激光器，第2激光器通过第2反射镜反馈，产生混沌。第1分束器另一部分通过单pd的第1光电检测器将光信号变成电信号，传送到第1减法器；本地接收端第2激光器产生的混沌信号通过第1环形器传输到第2单pd光电检测器，将光信号转换为电信号，这样通过减法器，恢复出ofdm信号。在ofdm解调模块(ofdm解调制芯片：dss7700芯片)中，通过下变频，以及去掉导频以及循环前缀，利用快速傅里叶变换(fft)，将接收的信息转换成频域信息，再利用相干解调以及映射关系，在qam解调模块解中调出原始信息。接收端，光信号后经过分波器后，传输到与发送端对称的两个光电振荡环，产生反相相移，抵消相位混沌。然后将来自本地混沌半导体激光器的混沌信号，与来自相位调制器的去相位混沌的强度混沌通过pd转换成电信号，利用减法器进行相减，分离出ofdm符号。在ofdm解调模块内，利用fft变换器，进行快速傅里叶变换逆变换，将频域的符号变到时域上，去导频循环前缀器后，串并变换器，将并行符号转换成串行符号。传输到qam解调模块，将串行符号按照映射规则就能恢复出原始信息。
45.上述便完成了多用户的加密ofdm信号的安全通信过程。
46.如图1所示，本实施例一种多用户的加密ofdm信号的安全通信系统包括接收端与发送端，接收端与发送端通过光纤连接。本实施例安全通信系统的具体结构关系如下。
47.发送端包括第1反射镜1-1、
…
、第n反射镜1-n、第1混沌激光器2-1、
…
、第n混沌激光器2-n、第1qam调制模块3-1、
…
、第nqam调制模块3-n、第1ofdm调制模块4-1、
…
、第nofdm调制模块4-n、第1强度调制器12-1、
…
、第n强度调制器12-n、第1相位调制器5-1、
…
、第2n相位调制器5-2n、第1马赫-曾德尔干涉仪7-1、
…
、第2n马赫-曾德尔干涉仪7-2n、第1光耦合器6-1、
…
、第2n光耦合器6-2n、第1双pd光电检测模块8-1、
…
、第2n双pd光电检测模块8-2n、第1射频放大器9-1、
…
、第2n射频放大器9-2n、合波器10。
48.发送端包括相同结构的n路，以第1路为例说明连接关系，第1路结构如下：第1反射镜1与第1半导体激光器2-1的左端连接，第1半导体激光器2-1的右端输出的混沌信号通过光纤注入到第1强度调制器12-1；第1qam调制模块3-1与第1ofdm调制模块4-1连接，第1ofdm调制模块4-1输出信号输入至第1强度调制器12-1，第1强度调制器12-1与第1相位调制器5-1连接，第1相位调制器5-1与第1光耦合器6-1相连，第1光耦合器6-1的一个端口连接到第2相位调制器5-2，第2相位调制器5-2通过延时光纤，连接到第2马赫-增德尔干涉仪7-1与第2光耦合器6-2连接，第2光耦合器6-2的一个端口与双pd(光电检测器)的第2光电检测模块8-2连接，双pd的第2光电检测模块8-2与第2射频放大器9-2连接，第2射频放大器9-2输出信号对第2相位调制器5-2中的光混沌信号进行相位调制；第2光耦合器6-2的另一个端口通过延时光纤与第2马赫-增德尔干涉仪7-2连接，第2马赫-增德尔干涉仪7-2与双pd的第1光电检测模块8-1连接，第1光电检测模块8-1与第1射频放大器9-1连接，第1射频放大器9-1的输出信号对第1相位调制器中5-1的光混沌信号进行相位调制，第1相位调制器5-1中的光混沌信号输入到第1光耦合器6-1后，第1光耦合器6-1的另一端通过光纤连接到合波器1。这样共有n路信号复用到合波器10，将信号合成一路通过光纤发送到接收端。
49.接收端包括：分波器11、第n+1反射镜1-(n+1)、
…
、第2n反射镜1-2n、第n+1混沌激
2里的光信号进行相位调制，从而产生相位混沌和强度混沌光信号，它的优点是能隐藏延时信息，使得攻击者不能同步混沌系统。这样n路具有相位混沌和强度混沌光信号耦合进合波器10，合成一路后发送到接收端。
53.在接收端，由分波器11按照波长路由将信号分成n路，以第1路为例，分波器的第1个接口与第3耦合器6-3连接，将一部分光信号输入到第3相位调制器5-3连接，另一部分通过延时光纤输入到第3马赫-曾德尔干涉仪7-3，将相位变化转换成强度变化，再注入到双pd的第3光电检测器8-3连接，转换成电信号后被第3射频放大器9-3放大，对第3相位调制器5-3里面的信号进行相位调制；第4耦合器6-4另一个端口通过延时光纤将信号输入到第4马赫-曾德尔干涉仪7-4，将相位变化转换成强度变化，输入到双pd的第4光电检测模块8-4，被第4射频放大器9-4放大，对第4相位调制器5-4的光信号进行调制；第3耦合器6-3的一个端口输出信号第4相位调制器5-4，第4射频放大器9-4输出的信号对第4相位调制器5-4中来自3耦合器6-3的光信号进行相位调制，由于同步效应，产生的反相相位抵消来自3耦合器6-3的光信号中的混沌相位，这样既是强度混沌又是相位混沌的信号变成强度混沌。在信号恢复的到过程中，第4相位调制器5-4输出信号传输到第1分束器17-1，第1分束器17-1一部分光信号通过第1环形器18-1传输到第2个激光器2-2，第2激光器2-2通过第2反射镜1-2反馈，产生混沌。第1分束器17-1另一部分通过单pd的第2-1光电检测器13-1将光信号变成电信号，传送到第1减法器14-1，本地接收端第2激光器2-2产生的混沌信号通过第1环形器18-1传输到第2单pd光电检测器13-2，将光信号转换称电信号，这样通过减法器，恢复出ofdm信号。在ofdm解调模块15-1(ofdm解调制芯片：dss7700芯片)中，通过下变频，以及去掉导频以及循环前缀，利用快速傅里叶变换(fft)，将接收的信息转换成频域信息，再利用相干解调以及映射关系，在qam解调模块16-1解调出原始信息。接收端，光信号经过分波器后，传送到与发送端对称的两个光电振荡环，产生反相相移，抵消相位混沌。然后将来自本地混沌半导体激光器的混沌信号，与来自相位调制器的去相位混沌的强度混沌通过pd转换成电信号，利用减法器进行相减，分离出ofdm符号。在ofdm解调模块，利用fft变换器，进行快速傅里叶变换逆变换，将频域的符号变到时域上，去导频循环前缀器后，串并变换器，将并行符号转换成串行符号。传输到qam解调模块，将串行符号按照映射规则恢复出原始信息。
54.本发明通过混沌掩盖、混沌调制，将信息隐藏在混沌载波中，由于延时信息被隐藏，攻击者无法对激光器混沌信号进行同步，解密不出原始信息，从而实现安全通信。
55.本发明实现通信的过程简要归纳如下：
56.1、发送端与接收端的混沌激光器、光电振荡环进行同步。
57.2、对信息进行qam调制和ofdm调制。
58.3、将ofdm信号调制到混沌载波上。
59.4、将去掉相位混沌的信号和接收端激光器本地混沌信号转换为电信号。
60.5、利用减法器，对步骤4中的两个信号进行相减解调出ofdm信号。
61.6、在ofdm解调模块，解调出qam符号。
62.7、在qam解调模块，解调出原始信息。
63.以上对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种加密ofdm信号的安全通信系统，包括发送端、接收端，发送端与接收端通过光纤连接；其特征在于：发送端，包括相同结构的n路，第n路结构如下：第n反射镜通过第n半导体激光器连接第n强度调制器；第n qam调制模块通过第n ofdm调制模块连接第n强度调制器；第n强度调制器与第2n-1相位调制器连接，第2n-1相位调制器与第2n-1光耦合器相连，第2n-1光耦合器的两个端口分别连接到第2n相位调制器、合波器；第2n相位调制器通过第2n-1马赫-增德尔干涉仪与第2n光耦合器连接，第2n光耦合器的一个端口与第2n光电检测模块连接，第2n光电检测模块与第2n射频放大器连接，第2n射频放大器的输出信号对第2n相位调制器中的光混沌信号进行相位调制；第2n光耦合器的另一个端口通过第2n马赫-增德尔干涉仪、第2n-1光电检测模块连接第2n-1射频放大器连接，第2n-1射频放大器的输出信号对第2n-1相位调制器中的光混沌信号进行相位调制；接收端接收所述合波器发送的信号，并通过分波器将信号分成相同结构的n路传输，第n路结构如下：分波器的第n接口与第4n-1光耦合器连接，第4n-1光耦合器的两个端口分别与第4n-1相位调制器、第4n相位调制器连接；第4n-1相位调制器与第4n耦合器连接，第4n耦合器的两个端口分别与第4n-1马赫-曾德尔干涉仪、第4n马赫-曾德尔干涉仪连接，第4n-1马赫-曾德尔干涉仪通过第4n-1光电检测器与第4n-1射频放大器连接，第4n-1射频放大器与第4n-1相位调制器连接；第4n马赫-曾德尔干涉仪通过第4n光电检测模块与第4n射频放大器连接，第4n射频放大器与第4n相位调制器连接；第4n相位调制器与第n分束器连接，第n分束器的一个端口与第n环形器连接，第n环形器与第2n激光器连接，第2n激光器与第2n反射镜连接；第n分束器的另一个端口与第2n-1光电检测器连接，第2n-1光电检测器与第n减法器的第一端连接，第n减法器的第二端与第2n光电检测器连接，第2n光电检测器与第n环形器连接；第n减法器的第三端通过第n ofdm解调模块与第n qam解调模块连接。2.根据权利要求1所述的一种加密ofdm信号的安全通信系统，其特征在于，光耦合器的分光比是1:1。3.根据权利要求1所述的一种加密ofdm信号的安全通信系统，其特征在于，在发送端，混沌激光器的偏置电流为20ma。4.根据权利要求1所述的一种加密ofdm信号的安全通信系统，其特征在于，在发送端，在qam调制模块中，形成的复数符号序列，通过串并变换电路将串行的符号序列转换为并行符号流；再在ofdm调制模块中，利用ifft变换器，进行快速傅里叶变换逆变换，将频域的符号变到时域上。5.根据权利要求1所述的一种加密ofdm信号的安全通信系统，其特征在于，在发送端，ifft变换器输出的时域符号，在ofdm调制模块中，通过并串变换电路，转换成串行信号，加入循环前缀，强度调制到混沌激光器输出的混沌载波上。6.根据权利要求1-5任一项所述的一种加密ofdm信号的安全通信系统，其特征在于，在发送端，强度调制器输出的光信号经过两个相位调制器后，进入光电振荡环，由马赫-曾德尔干涉仪将相位变化转换成强度变化，再由光电检测器模块转换成射频信号，放大后分别对两个相位调制器里的光信号进行相位调制，从而产生相位混沌和强度混沌光信号。7.根据权利要求6所述的一种加密ofdm信号的安全通信系统，其特征在于，所述的光电检测器模块为双pd的光电检测器模块。
8.根据权利要求1所述的一种加密ofdm信号的安全通信系统，其特征在于，在接收端，将来自本地混沌激光器的混沌信号，与来自相位调制器的去相位混沌的强度混沌通过pd转换成电信号，利用减法器进行相减，分离出ofdm符号。9.根据权利要求1所述的一种加密ofdm信号的安全通信系统，其特征在于，在接收端，在ofdm解调模块中，利用fft变换器，进行快速傅里叶变换逆变换，将频域的符号变到时域上，去导频循环前缀器后，串并变换器，将并行符号转换成串行符号。10.根据权利要求1-5、8、9任一项所述的一种加密ofdm信号的安全通信系统，其特征在于，在接收端，在qam解调模块中，将串行符号按照映射规则恢复成原始信息。

技术总结
本发明一种加密OFDM信号的安全通信系统，发送端包括n路，每路通过光反馈，产生强度混沌；QAM调制形成复数符号序列，转换成并行符号；将频域的符号变到时域，调制到激光器输出的混沌载波。强度调制器输出的光信号经过两个相位调制器后，进入光电振荡环，将相位变化转换成强度变化，再转换成射频信号，放大后分别对两光信号进行相位调制，产生相位混沌和强度混沌光信号。n路信号耦合成一路发送到接收端，再分成n路，每路通过两光电振荡环，产生反相相移，抵消相位混沌；后将混沌信号与强度混沌转换成电信号，进行相减，分离出OFDM符号。将频域的符号变到时域上，去导频循环前缀器后，串并变换器，将并行符号转换成串行符号，恢复出原始信息。始信息。始信息。


技术研发人员：唐毓夫 李道强 关华 苏杰明 鲜国雄
受保护的技术使用者：深圳信恳智能电子有限公司
技术研发日：2023.02.14
技术公布日：2023/7/11