(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111457576.7 (22)申请日 2021.12.02 (71)申请人 杭州电子科技大 学 地址 310018 浙江省杭州市杭州经济技 术 开发区白杨街道 2号大街1号 (72)发明人 李齐良　白皓若　肖涛　胡淼　 唐向宏　曾然　 (74)专利代理 机构 浙江永鼎律师事务所 3 3233 代理人 周希良 (51)Int.Cl. H04L 9/00(2022.01) H04L 27/00(2006.01) H04L 27/34(2006.01) H04L 9/40(2022.01) (54)发明名称 5G网络中基于混沌索引调制的安全通信系 统 (57)摘要 本发明5G网络中基于混沌索引调制的安全 通信系统， 包括发送端、 接收端， 发送端结构如 下： 信号发生器、 第一QAM调制器、 混沌加密器、 发 送端控制器、 第一串并变换器、 IFFT变 换器、 第一 并串转换器、 循环前缀导入器、 模数转换器、 第一 滤波器、 上变频器、 5G发送天线依次连接， 5G发送 天线发送信号； 第一混沌信号生成器通过第一抽 样器连接混沌加密器、 发送端控制器； 接收端结 构如下： 5G接受天线、 下变频器、 第二滤波器、 模 数变换器、 去 导频循环前缀器、 第二串并变换器、 FFT变换器、 接收端控制器、 混沌解密器、 第二QA M 解调器依次连接； 第二混沌信号生成器通过第二 抽样器连接接收端控制器、 混沌解密器； 5G接受 天线接收5G发送天线发送的信号。 权利要求书1页 说明书7页 附图3页 CN 114142990 A 2022.03.04 CN 114142990 A 1.5G网络中基于混沌索引调制的安全通信系统， 包括发送端和接收端， 发送端与接收 端进行通信， 其特 征在于： 发送端结构如下： 信号发生器(1)、 第一QAM调制器(2 ‑1)、 混沌加密器(3 ‑1)、 发送端控 制器(6‑1)、 第一串并变换器(7 ‑1)、 IFFT变换器(8)、 第一并串转换器(9)、 循环前缀导入器 (10)、 模数转换器(11)、 第一滤波器(12 ‑1)、 上变频器(13)、 5G发送天线(14)依次连接， 5G发 送天线(14)发送信号； 第一混沌信号生成器(4 ‑1)通过第一抽样器(5 ‑1)连接混沌加密器 (3‑1)、 发送端控制器(6 ‑1)； 接收端结构如下： 5G接受天线(15)、 下变频器(16 )、 第二滤波器(12 ‑2)、 模数变换器 (17)、 去导频循环前缀器(18)、 第二串并变换器(7 ‑2)、 FFT变换器(19)、 接收端控制器(6 ‑ 2)、 混沌解密器(3 ‑2)、 第二QAM解调器(2 ‑2)依次连接； 第二混沌信号生成器(4 ‑2)通过第二 抽样器(5 ‑2)连接接收端控制器(6 ‑2)、 混沌解密器(3 ‑2)； 5G接受天线(15)接收5G发送天线 (14)发送的信号。 2.如权利要求1所述5G网络中基于混沌索引调制的安全通信系统， 其特征在于， 发射端 和接收端的混沌发生器完全同步。 3.如权利要求2所述5G网络中基于混沌的索引调制的安全通信系统， 其特征在于， 第一 QAM调制器中， 符号分别乘以cosωt和 ‑sinωt， 产生复数符号， 完成正交幅度调制， 再加上 导频训练序列。 4.如权利要求3所述5G网络中基于混沌索引调制的安全通信系统， 其特征在于， 完成正 交幅度调制后， 通过混沌加密器对QAM信号与混沌信号进行加密， 得到加密后的符号。 5.如权利要求1所述5G网络中基于混沌索引调制的安全通信系统， 其特征在于， 发送 端， 利用不同的混沌抽样值对索引比特相对应的加密QAM信号， 在八个不同的频率点生成多 路频率索引信号。 6.如权利要求1 ‑5任一项所述5G网络中基于混沌索引调制的安全通信系统， 其特征在 于， 接收端， 通过同步的混沌序列混沌的抽样值区间， 将相应频率索引点信号按照发送表都 规定转换成索引比特对应的加密QAM信号。 7.如权利要求6所述5G网络中基于混沌索引调制的安全通信系统， 其特征在于， 接收 端， QAM调制符号经 过第二QAM解调器的调制后， 再减去导频训练序列。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114142990 A 25G网络中基于混沌索引调制的安全通信系统 技术领域 [0001]本发明属于5G网络中保密通信与信息安全技术领域， 具体涉及一种5G网络中基于 混沌索引调制的安全通信系统。 背景技术 [0002]5G是第五代移动通信技术， 它充分利用了频带资源， 其用到的正交频分复用 (OFDM)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， 将信号映射成复数信号， 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， 再通过数模变换及上变频， 利 用5G天线发射信号。 在接收端， 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)， 将接受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。 其优点是能消除多径效应带来的符号间干扰。 但现有技 术还存在通信安全性低的问题。 发明内容 [0003]针对现有技术存在的不足， 本发明提供了一种5G网络中基于混沌索引调制的安全 通信系统。 本发明的创新技术之处在于， 利用混沌加密及索引调制技术的特性， 对QAM调制 产生的符号进行混沌加密， 再 由索引调制， 通过不同的混沌抽样值对索引比特相对应的加 密QAM信号， 在八个不同的频率点进 行频率索引， 即： 首先设定几个不同的混沌抽样值区间， 在每一个样值区间， 对每一个索引比特相对应的加密QAM信号， 在八个不同的频率点生成一 个频率索引信号。 从而， 有几个区间， 一种索引比特将对应几个频率索引； 然后通过逆向快 速傅里叶变换(IFFT)叠加到不同的子载波 上， 变换后变成时域信号， 通过导入循环前缀、 数 模变换、 滤波并进行上变频， 通过5G发射天线发射出去。 这样， 由于混沌序列对初始值敏感 的特性， 在攻击者没有得到完整的混沌序列的情况下， 就无法恢复发送信息； 在接收端， 下 变频、 滤波、 及模数转换和去掉循环前缀， 后利用快速傅里叶变换(FFT)， 将接受的信息转换 成频域信息， 再利用混沌序列的抽样值， 控制接收端控制器， 得到频率索引信号， 并恢复出 对应索引比特的加密QAM信号， 利用混沌对加密的QAM信号进行解密， 恢复出QAM调制所产生 的符号， 再通过映射关系， 解调出传输的信息 。 [0004]为了达到上述发明目的， 本发明采取以下技 术方案： [0005]一种5G网络中基于混沌索引调制的安全通信系统， 包括发送端和接收端， 发送端 与接收端 进行通信； [0006]发送端结构如下： 信号发生器、 第一QAM调制器、 混沌加密器、 发送端控制器、 第一 串并变换器、 IFFT变换器、 第一并串转换器、 循环前缀导入器、 模数转换器、 第一滤波器、 上 变频器、 5 G发送天线依次连接， 5 G发送天线发送信号； 第一混沌信号生成器通过第一抽样 器 连接混沌加密器、 发送端控制器； [0007]接收端结构如下： 5G接受天线、 下变频器、 第二滤波器、 模数变换器、 去导频循环前 缀器、 第二串并变换器、 FFT变换器、 接收端控制器、 混沌解密器、 第二QAM解调器依次连接；说　明　书 1/7 页 3 CN 114142990 A 3