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第1章 绪论 1

1.1 线性、非线性与混沌 1

1.2 混沌研究历程 2

1.3 混沌发展中的重要人物与趣事 4

1.4 混沌的定义与特征 8

1.5 混沌同步方法研究综述 9

1.5.1 现有混沌同步方法及其特点 9

1.5.2 其他同步方法与问题 11

1.6 混沌在保密通信中的应用研究综述 12

1.6.1 混沌模拟通信 12

1.6.2 混沌数字通信 13

1.6.3 基于混沌序列的加密通信 14

1.7 混沌研究方法与主要研究内容 14

思考题 15

参考文献 16

第2章 非线性系统的混沌特性分析方法 19

2.1 相轨线（相图）分析法 19

2.2 自功率谱分析法 20

2.3 Poincaré截面法 21

2.4 Lyapunov特征指数法 23

2.4.1 Lyapunov指数的定义 23

2.4.2 Lyapunov指数谱 24

2.4.3 Lyapunov指数的物理意义 24

2.4.4 条件Lyapunov指数 25

2.5 分数维分析法 26

2.6 0-1测试法 26

2.6.1 0-1测试算法 27

2.6.2 改进的0-1测试算法 27

2.6.3 0-1测试法应用 28

2.7 分频采样法 29

2.8 赝相空间法 30

2.9 复杂度测度法 30

2.9.1 谱熵复杂度算法 31

2.9.2 Co复杂度算法 32

思考题 33

参考文献 33

第3章 典型混沌动力学系统 35

3.1 离散混沌映射系统 35

3.1.1 Logistic映射 35

3.1.2 Tent映射 37

3.1.3 Hénon映射 37

3.1.4 TD-ERCS映射 38

3.2 连续混沌系统 39

3.2.1 Duffing振子 39

3.2.2 van der PoI振子 40

3.2.3 Lorenz系统 41

3.2.4 R？ssler系统 41

3.2.5 蔡氏电路 42

3.2.6 Chen系统 45

3.2.7 Lü系统 47

3.2.8 统一混沌系统 47

3.2.9 简化Lorenz系统 49

3.2.10 新混沌系统的建议标准 53

3.3 超混沌系统 53

3.3.1 R？ssler超混沌系统 53

3.3.2 Chen超混沌系统 54

思考题 55

参考文献 55

第4章 混沌系统的同步原理与方法 57

4.1 混沌同步定义 57

4.2 混沌同步系统的性能指标 58

4.3 反馈同步控制原理与性能 59

4.3.1 连续混沌系统的多变量驱动反馈同步 59

4.3.2 离散混沌系统的线性和非线性反馈同步 62

4.4 基于Pecora-Carroll同步判据的参数自适应同步 69

4.4.1 自适应同步原理 69

4.4.2 控制律与控制参数的选择 70

4.4.3 控制常数边界与范围的确定 70

4.4.4 系统仿真与结果讨论 71

4.5 基于Lyapunov稳定性理论的自适应同步 73

4.5.1 确定参数的自适应同步 73

4.5.2 不确定参数的自适应同步 74

4.6 间歇反馈同步 77

4.6.1 不同系统间的间歇同步 77

4.6.2 同步仿真与性能分析 79

4.7 基于状态观测器方法的同步 81

4.7.1 状态观测器设计原理 81

4.7.2 统一混沌系统的状态观测器设计 82

4.7.3 仿真与结果讨论 83

4.8 混沌观测器同步 84

4.8.1 混沌观测器设计原理 84

4.8.2 统一混沌系统的混沌观测器设计 85

4.8.3 同步仿真与性能分析 86

4.9 投影同步 88

4.9.1 比例投影同步原理与仿真 89

4.9.2 函数投影同步原理与仿真 91

4.9.3 自适应函数投影同步与仿真 94

4.10 混沌同步存在问题与研究热点 100

思考题 100

参考文献 100

第5章 基于混沌同步的保密通信技术 102

5.1 混沌掩盖通信 103

5.2 混沌键控通信 106

5.2.1 COOK 106

5.2.2 CSK 107

5.2.3 DCSK 112

5.2.4 FM-DCSK 112

5.2.5 QCSK 113

5.3 混沌调制通信 116

5.4 混沌扩频通信 118

5.4.1 混沌直接序列扩频通信原理 119

5.4.2 混沌扩频码的产生 120

5.4.3 多用户混沌扩频系统仿真模块设计 122

5.4.4 基于Rake接收的多用户混沌扩频系统的设计与仿真 126

5.4.5 基于Rake接收的多用户混沌扩频系统的性能分析 128

思考题 130

参考文献 130

第6章 基于混沌序列的数据加密技术 132

6.1 混沌密码学 132

6.1.1 传统密码体制 132

6.1.2 混沌密码与传统密码的关系 133

6.1.3 混沌序列加密原理 134

6.2 基于混沌序列的数据加密算法 135

6.2.1 混沌加密算法的基本要求 135

6.2.2 Logistic混沌系统及其统计特性 137

6.2.3 混沌序列加密模型与算法 137

6.2.4 基于混沌序列的数据加密算法实现 138

6.2.5 系统调试与性能分析 140

6.3 基于混沌映射的二值水印图像加密算法 143

6.3.1 混沌伪随机序列发生器的改进 143

6.3.2 基于TD-ERCS混沌映射的二值水印图像加密算法 144

6.3.3 加密算法的性能分析 145

6.4 基于混沌映射和小波变换的彩色图像水印算法 148

6.4.1 小波变换算法及其应用 148

6.4.2 水印嵌入与提取算法的设计与实现 152

6.4.3 数值仿真与性能分析 155

6.5 混沌图像加密算法 160

6.5.1 混沌图像加密技术 160

6.5.2 混沌图像加密新方案 162

思考题 167

参考文献 167

第7章 音视频混沌加密通信技术 170

7.1 实时语音加密通信原理 170

7.1.1 数字加密通信系统原理 170

7.1.2 实时语音加密通信系统 171

7.1.3 密码同步技术 172

7.2 实时数据流加密算法 173

7.2.1 3DES加密算法 173

7.2.2 3DES与混沌映射相结合的加密算法 174

7.2.3 网络同步方法研究 175

7.2.4 实时语音加密通信系统的安全性能分析 177

7.3 实时语音加密通信系统的实现 178

7.3.1 实时语音加密通信系统结构 178

7.3.2 实时传输协议及其数据结构 179

7.3.3 基于自适应通信环境的RTP协议实现 180

7.3.4 系统调试与性能测试 182

7.4 基于混沌序列的MPEG视频加密算法 183

7.4.1 混沌加密系统的设计原则 184

7.4.2 MPEG视频数据加密原理与步骤 185

7.4.3 基于混沌的流密码设计 186

7.4.4 基于混沌的置乱算法设计 188

7.4.5 加密实验与效果分析 188

7.4.6 MPEG视频加密系统性能分析 189

7.5 基于混沌的H.264视频加密算法 191

7.5.1 基于TDERCS的混沌流密码的构造 191

7.5.2 H.2 64视频加密方案 192

7.5.3 视频加密性能分析 194

思考题 195

参考文献 195

第8章 分数阶混沌系统的分析与仿真 197

8.1 分数阶混沌系统的研究现状 197

8.2 分数阶微积分定义及其物理意义 199

8.3 分数阶混沌系统的求解方法 201

8.3.1 分数阶混沌系统的频域近似求解方法 201

8.3.2 分数阶混沌系统的时域近似求解方法 205

8.4 分数阶混沌系统仿真方法 209

8.4.1 分数阶混沌系统动态仿真方法 209

8.4.2 分数阶混沌系统电路仿真方法 211

8.4.3 分数阶混沌系统数值仿真方法 213

8.4.4 仿真方法对比与特点分析 215

8.5 基于频域法的分数阶统一系统动力学特性分析 216

8.5.1 分数阶统一混沌系统模型 216

8.5.2 分数阶统一混沌系统的动态仿真 217

8.5.3 参数固定时分数阶统一系统的动力学特性 219

8.5.4 参数变化时分数阶统一系统的动力学特性分析 221

8.6 基于时域法的分数阶非耗散Lorenz系统的动力学特性 223

8.6.1 分数阶非耗散Lorenz系统模型 223

8.6.2 分数阶非耗散Lorenz系统的混沌特性 224

8.6.3 系统控制参数R不同时的分岔特性分析 224

8.6.4 分数阶阶数不同时的分岔特性 225

8.6.5 方程微分阶数不同时的分岔特性 227

思考题 228

参考文献 228

第9章 混沌系统的仿真与硬件实现 231

9.1 混沌系统的动态仿真 231

9.1.1 Simulink动态仿真步骤 231

9.1.2 仿真结果分析与性能改善 232

9.2 混沌系统的电路仿真 233

9.3 混沌模拟电路设计 233

9.3.1 混沌模拟电路设计步骤 233

9.3.2 混沌电路模块化设计 234

9.3.3 混沌电路的基本组成及元器件选型 235

9.4 混沌电路的改进型模块化设计 237

9.4.1 基于OA器件的多涡卷Jerk电路设计 237

9.4.2 基于CC器件的多涡卷Jerk电路设计 238

9.4.3 多涡卷Jerk电路实现 240

9.5 混沌系统的DSP设计与实现 241

9.5.1 混沌系统的DSP实验平台 241

9.5.2 整数阶混沌系统的DSP实现 244

9.5.3 分数阶混沌系统的DSP实现 245

思考题 247

参考文献 247

附录A 混沌研究领域的主要学术期刊 249

附录B 混沌特性分析MATLAB源程序 250