1.多狀態(tài)變量時(shí)空混沌復(fù)數(shù)偽隨機(jī)碼發(fā)生器實(shí)現(xiàn)方法,其特征是,包括:
S1構(gòu)建復(fù)數(shù)偽隨機(jī)碼發(fā)生器G,G由一系列復(fù)數(shù)狀態(tài)變量{x(i)+y(i)j}構(gòu)成,{x(i)}和{y(i)}分別構(gòu)成偽隨機(jī)碼發(fā)生器G1、G2,{x(i)}和{y(i)}為一系列順序排列且分別相互耦合的狀態(tài)變量;i表示復(fù)數(shù)狀態(tài)變量位置序號(hào),i=1,2,...N,N為正整數(shù);G中包含的是有效復(fù)數(shù)狀態(tài)變量;
S2優(yōu)化復(fù)數(shù)偽隨機(jī)碼發(fā)生器G獲得最小級(jí)數(shù),將最小級(jí)數(shù)作為G的級(jí)數(shù)N;
S3在有效復(fù)數(shù)狀態(tài)變量前向或后向補(bǔ)充擴(kuò)展復(fù)數(shù)狀態(tài)變量構(gòu)成G0,擴(kuò)展復(fù)數(shù)狀態(tài)變量數(shù)大于或等于預(yù)設(shè)的位置偏移量最大值;
S4構(gòu)建分別作用于有效復(fù)數(shù)狀態(tài)變量實(shí)部和虛部當(dāng)前位置和偏移位置當(dāng)前狀態(tài)值的非線性函數(shù),具體為:
作用于實(shí)部或虛部當(dāng)前位置和偏移位置當(dāng)前狀態(tài)值的非線性函數(shù)為一組相同次方或不同次方的含不同參數(shù)值的函數(shù)和/或復(fù)合函數(shù)和/或變量,以函數(shù)和/或復(fù)合函數(shù)的非線性強(qiáng)度為權(quán),將一部分函數(shù)和/或復(fù)合函數(shù)加權(quán)求和得實(shí)部或虛部的第一函數(shù)項(xiàng),將剩余函數(shù)和/或復(fù)合函數(shù)加權(quán)求和得實(shí)部或虛部的第二函數(shù)項(xiàng);以變量的非線性強(qiáng)度為權(quán),將一部分變量加權(quán)求和得實(shí)部或虛部的第一變量項(xiàng),將剩余變量加權(quán)求和得實(shí)部或虛部的第二變量項(xiàng);將第一函數(shù)項(xiàng)、第二函數(shù)項(xiàng)、第一變量項(xiàng)和第二變量項(xiàng)按預(yù)設(shè)方式進(jìn)行包括加、減、乘、除中至少兩種運(yùn)算的混合運(yùn)算,再加上對(duì)應(yīng)實(shí)常數(shù)項(xiàng),所得多項(xiàng)式即作用于實(shí)部或虛部當(dāng)前位置和偏移位置當(dāng)前狀態(tài)值的非線性函數(shù);
S5參數(shù)初始化以及采用偽隨機(jī)數(shù)序列或由不同實(shí)數(shù)構(gòu)成的實(shí)數(shù)序列初始化有效復(fù)數(shù)狀態(tài)變量和擴(kuò)展復(fù)數(shù)狀態(tài)變量的狀態(tài)值,有效復(fù)數(shù)狀態(tài)變量和擴(kuò)展復(fù)數(shù)狀態(tài)變量統(tǒng)稱為復(fù)數(shù)狀態(tài)變量;
S6使用構(gòu)建的多組非線性函數(shù)分別對(duì)有效復(fù)數(shù)狀態(tài)變量實(shí)部和虛部當(dāng)前位置和偏移位置的當(dāng)前狀態(tài)值進(jìn)行作用,得實(shí)部作用值和虛部作用值;以不同的擴(kuò)散系數(shù)分別為實(shí)部作用值和虛部作用值的加權(quán)系數(shù),對(duì)實(shí)部作用值和虛部作用值分別按預(yù)設(shè)方式進(jìn)行包括加、減、乘、除中至少兩種運(yùn)算的混合運(yùn)算,通過(guò)狀態(tài)迭代產(chǎn)生隨時(shí)間分布的復(fù)數(shù)偽隨機(jī)數(shù)序列;
S7采用當(dāng)前有效復(fù)數(shù)狀態(tài)變量獲得的復(fù)數(shù)偽隨機(jī)數(shù)序列或經(jīng)重新排列的復(fù)數(shù)偽隨機(jī)數(shù)序列修改G0中擴(kuò)展復(fù)數(shù)狀態(tài)變量的狀態(tài)值,或利用這些修改的狀態(tài)值相互間進(jìn)行重新組合排列;然后,讀取G中下一個(gè)有效復(fù)數(shù)狀態(tài)變量,執(zhí)行步驟S6;當(dāng)G中所有有效復(fù)數(shù)狀態(tài)變量均完成狀態(tài)迭代,執(zhí)行步驟S8;
S8分別從G1和G2中相關(guān)變量抽頭提取隨時(shí)間分布的實(shí)部偽隨機(jī)數(shù)序列和虛部偽隨機(jī)數(shù)序列,分別記為第一偽隨機(jī)數(shù)和第二偽隨機(jī)數(shù),將第一偽隨機(jī)數(shù)和第二偽隨機(jī)數(shù)中各實(shí)數(shù)隨機(jī)數(shù)按時(shí)間順序分別與對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)值比較,若大于基準(zhǔn)值,實(shí)數(shù)偽隨機(jī)數(shù)取值1,否則取值0,即可獲得二值化的第一偽隨機(jī)碼和第二偽隨機(jī)碼;基準(zhǔn)值分別為描述第一偽隨機(jī)數(shù)和第二偽隨機(jī)數(shù)中各實(shí)數(shù)偽隨機(jī)數(shù)中間值大小的統(tǒng)計(jì)量;
S9將第一偽隨機(jī)碼和第二偽隨機(jī)碼進(jìn)行模二和,得測(cè)距碼。
2.如權(quán)利要求1所述的多狀態(tài)變量時(shí)空混沌復(fù)數(shù)偽隨機(jī)碼發(fā)生器實(shí)現(xiàn)方法,其特征是:
步驟S2具體為:
從G1的N個(gè)狀態(tài)變量中取k1個(gè)變量抽頭,從G1的余下?tīng)顟B(tài)變量取k2個(gè)變量抽頭,按預(yù)設(shè)方式進(jìn)行組合得第一組合數(shù);從G2的N個(gè)狀態(tài)變量中取k3個(gè)變量抽頭,從G2的余下?tīng)顟B(tài)變量取k4個(gè)變量抽頭,按預(yù)設(shè)方式進(jìn)行組合得第二組合數(shù);從G1的N個(gè)狀態(tài)變量中取k5個(gè)變量抽頭,從G2的N個(gè)狀態(tài)變量中取k6個(gè)變量抽頭,按預(yù)設(shè)方式進(jìn)行組合得第三組合數(shù);如果第一組合數(shù)、第二組合數(shù)和第三組合數(shù)之和大于所用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星總數(shù),該組合數(shù)對(duì)應(yīng)的有效復(fù)數(shù)狀態(tài)變量數(shù)即為獲得的復(fù)數(shù)偽隨機(jī)碼發(fā)生器最小級(jí)數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的多狀態(tài)變量時(shí)空混沌復(fù)數(shù)偽隨機(jī)碼發(fā)生器實(shí)現(xiàn)方法,其特征是:
步驟S4中,非線性函數(shù)由一組相同次方或不同次方的含有不同參數(shù)值的函數(shù)和/或復(fù)合函數(shù)和/或變量、作為每個(gè)函數(shù)和/或復(fù)合函數(shù)和/或變量權(quán)值的非線性強(qiáng)度和實(shí)常數(shù)構(gòu)成的多項(xiàng)式,其中函數(shù)和/或復(fù)合函數(shù)包含的參數(shù)為工作頻率、函數(shù)的次方、函數(shù)的幅度值、函數(shù)的相位、位置序號(hào)、位置偏移量、狀態(tài)平移量,變量包含的參數(shù)為變量的次方、位置序號(hào)、位置偏移量、狀態(tài)平移量,參數(shù)中實(shí)數(shù)精度為10-5,且復(fù)數(shù)狀態(tài)變量的實(shí)部和虛部非線性函數(shù)包含的函數(shù)和/或復(fù)合函數(shù)的相位分別正交,非線性函數(shù)中以非線性強(qiáng)度為權(quán)值的函數(shù)和/或復(fù)合函數(shù)和/或變量之間進(jìn)行①加、減、乘或除的運(yùn)算、②預(yù)設(shè)混合運(yùn)算。
4.如權(quán)利要求1所述的多狀態(tài)變量時(shí)空混沌復(fù)數(shù)偽隨機(jī)碼發(fā)生器實(shí)現(xiàn)方法,其特征是:
步驟S5中,采用偽隨機(jī)數(shù)序列初始化有效復(fù)數(shù)狀態(tài)變量和擴(kuò)展復(fù)數(shù)狀態(tài)變量的狀態(tài)值,具體為:
分別構(gòu)建兩個(gè)線性偽隨機(jī)碼發(fā)生器,記為第一線性偽隨機(jī)碼發(fā)生器和第二線性偽隨機(jī)碼發(fā)生器;
分別驅(qū)動(dòng)第一線性偽隨機(jī)碼發(fā)生器和第二線性偽隨機(jī)碼發(fā)生器并從相關(guān)寄存器抽頭輸出第三偽隨機(jī)碼和第四偽隨機(jī)碼;
將第三偽隨機(jī)碼和第四偽隨機(jī)碼中0、1分別設(shè)置為不同實(shí)數(shù),轉(zhuǎn)變?yōu)榈谌齻坞S機(jī)數(shù)和第四偽隨機(jī)數(shù),所得偽隨機(jī)數(shù)序列要保證有效復(fù)數(shù)狀態(tài)變量處于混沌工作狀態(tài),若所得偽隨機(jī)數(shù)序列不能保證混沌工作狀態(tài),需調(diào)整非線性函數(shù)的擴(kuò)散系數(shù)和函數(shù)和/或復(fù)合函數(shù)和/或變量的非線性強(qiáng)度;
第三偽隨機(jī)數(shù)和第四偽隨機(jī)數(shù)即分別為復(fù)數(shù)狀態(tài)變量的實(shí)部和虛部的初始狀態(tài)值。
5.如權(quán)利要求1所述的多狀態(tài)變量時(shí)空混沌復(fù)數(shù)偽隨機(jī)碼發(fā)生器實(shí)現(xiàn)方法,其特征是:
步驟S5中,采用由不同實(shí)數(shù)構(gòu)成的實(shí)數(shù)序列或經(jīng)過(guò)重新排列的實(shí)數(shù)序列初始化有效復(fù)數(shù)狀態(tài)變量和擴(kuò)展復(fù)數(shù)狀態(tài)變量的狀態(tài)值,所述的實(shí)數(shù)序列要保證有效復(fù)數(shù)狀態(tài)變量處于混沌工作狀態(tài),若所得實(shí)數(shù)序列不能保證混沌工作狀態(tài),需要調(diào)整非線性函數(shù)的擴(kuò)散系數(shù)和函數(shù)和/或復(fù)合函數(shù)和/或變量的非線性強(qiáng)度。
6.如權(quán)利要求1所述的多狀態(tài)變量時(shí)空混沌復(fù)數(shù)偽隨機(jī)碼發(fā)生器實(shí)現(xiàn)方法,其特征是:
步驟S6中,對(duì)作用于有效復(fù)數(shù)狀態(tài)變量實(shí)部和虛部的非線性函數(shù)作用值進(jìn)行①加、減、乘或除的運(yùn)算、②預(yù)設(shè)混合運(yùn)算、③以擴(kuò)散系數(shù)為權(quán)值的加、減、乘或除的運(yùn)算以及④以擴(kuò)散系數(shù)為權(quán)值的預(yù)設(shè)混合運(yùn)算。
7.如權(quán)利要求1所述的多狀態(tài)變量時(shí)空混沌復(fù)數(shù)偽隨機(jī)碼發(fā)生器實(shí)現(xiàn)方法,其特征是:
步驟S8中所述的基準(zhǔn)值采用權(quán)值法、排序法或中間值法獲得;
權(quán)值法中,對(duì)第一偽隨機(jī)數(shù)和第二偽隨機(jī)數(shù)分別進(jìn)行:
求偽隨機(jī)數(shù)中所有實(shí)數(shù)偽隨機(jī)數(shù)之和,記為和值;各實(shí)數(shù)偽隨機(jī)數(shù)的平方分別除以和值后再求和即權(quán)值和,將權(quán)值和作為基準(zhǔn)值;
排序法中,第一偽隨機(jī)數(shù)和第二偽隨機(jī)數(shù)的基準(zhǔn)值分別為各實(shí)數(shù)偽隨機(jī)數(shù)經(jīng)過(guò)大小排序后獲得的中間值,將中間值作為基準(zhǔn)值;
中間值法中,對(duì)第一偽隨機(jī)數(shù)和第二偽隨機(jī)數(shù)分別進(jìn)行:
求偽隨機(jī)數(shù)序列中實(shí)數(shù)偽隨機(jī)數(shù)的最大值和最小值之差,記為極值差,將0.5倍的極值差與最小值求和,將所得和值作為基準(zhǔn)值。
8.多狀態(tài)變量時(shí)空混沌復(fù)數(shù)偽隨機(jī)碼發(fā)生器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng),其特征是,包括:
(1)復(fù)數(shù)偽隨機(jī)碼發(fā)生器構(gòu)建模塊,用于構(gòu)建復(fù)數(shù)偽隨機(jī)碼發(fā)生器G,G由一系列復(fù)數(shù)狀態(tài)變量{x(i)+y(i)j}構(gòu)成,{x(i)}和{y(i)}分別構(gòu)成偽隨機(jī)碼發(fā)生器G1、G2,{x(i)}和{y(i)}為一系列順序排列且分別相互耦合的狀態(tài)變量;i表示復(fù)數(shù)狀態(tài)變量位置序號(hào),i=1,2,...N,N為正整數(shù);G中包含的是有效復(fù)數(shù)狀態(tài)變量;
(2)優(yōu)化模塊,用于優(yōu)化復(fù)數(shù)偽隨機(jī)碼發(fā)生器G獲得最小級(jí)數(shù),將最小級(jí)數(shù)作為G的級(jí)數(shù)N;
(3)擴(kuò)展模塊,用于在有效復(fù)數(shù)狀態(tài)變量前向或后向補(bǔ)充擴(kuò)展復(fù)數(shù)狀態(tài)變量構(gòu)成G0,擴(kuò)展復(fù)數(shù)狀態(tài)變量數(shù)大于或等于預(yù)設(shè)的位置偏移量最大值;
(4)非線性函數(shù)構(gòu)建模塊,用于構(gòu)建分別作用于有效復(fù)數(shù)狀態(tài)變量實(shí)部和虛部當(dāng)前位置和偏移位置當(dāng)前狀態(tài)值的非線性函數(shù),具體為:
作用于實(shí)部或虛部當(dāng)前位置和偏移位置當(dāng)前狀態(tài)值的非線性函數(shù)為一組相同次方或不同次方的含不同參數(shù)值的函數(shù)和/或復(fù)合函數(shù)和/或變量,以函數(shù)和/或復(fù)合函數(shù)的非線性強(qiáng)度為權(quán),將一部分函數(shù)和/或復(fù)合函數(shù)加權(quán)求和得實(shí)部或虛部的第一函數(shù)項(xiàng),將剩余函數(shù)和/或復(fù)合函數(shù)加權(quán)求和得實(shí)部或虛部的第二函數(shù)項(xiàng);以變量的非線性強(qiáng)度為權(quán),將一部分變量加權(quán)求和得實(shí)部或虛部的第一變量項(xiàng),將剩余變量加權(quán)求和得實(shí)部或虛部的第二變量項(xiàng);將第一函數(shù)項(xiàng)、第二函數(shù)項(xiàng)、第一變量項(xiàng)和第二變量項(xiàng)按預(yù)設(shè)方式進(jìn)行包括加、減、乘、除中至少兩種運(yùn)算的混合運(yùn)算,再加上對(duì)應(yīng)實(shí)常數(shù)項(xiàng),所得多項(xiàng)式即作用于實(shí)部或虛部當(dāng)前位置和偏移位置當(dāng)前狀態(tài)值的非線性函數(shù);
(5)初始化模塊,用于參數(shù)初始化以及采用偽隨機(jī)數(shù)序列或由不同實(shí)數(shù)構(gòu)成的實(shí)數(shù)序列初始化有效復(fù)數(shù)狀態(tài)變量和擴(kuò)展復(fù)數(shù)狀態(tài)變量的狀態(tài)值,有效復(fù)數(shù)狀態(tài)變量和擴(kuò)展復(fù)數(shù)狀態(tài)變量統(tǒng)稱為復(fù)數(shù)狀態(tài)變量;
(6)狀態(tài)迭代模塊,用于使用構(gòu)建的多組非線性函數(shù)分別對(duì)有效復(fù)數(shù)狀態(tài)變量實(shí)部和虛部當(dāng)前位置和偏移位置的當(dāng)前狀態(tài)值作用,得實(shí)部作用值和虛部作用值;以不同的擴(kuò)散系數(shù)分別為實(shí)部作用值和虛部作用值的加權(quán)系數(shù),對(duì)實(shí)部作用值和虛部作用值分別按預(yù)設(shè)方式進(jìn)行包括加、減、乘、除中至少兩種運(yùn)算的混合運(yùn)算,通過(guò)狀態(tài)迭代產(chǎn)生隨時(shí)間分布的復(fù)數(shù)偽隨機(jī)數(shù)序列;
(7)判斷模塊,用于采用當(dāng)前有效復(fù)數(shù)狀態(tài)變量獲得的復(fù)數(shù)偽隨機(jī)數(shù)序列或經(jīng)重新排列的復(fù)數(shù)偽隨機(jī)數(shù)序列修改G0中擴(kuò)展復(fù)數(shù)狀態(tài)變量的狀態(tài)值,或利用這些修改的狀態(tài)值相互間進(jìn)行重新組合排列;然后,讀取G中下一個(gè)有效復(fù)數(shù)狀態(tài)變量,執(zhí)行狀態(tài)迭代模塊;當(dāng)G中所有有效復(fù)數(shù)狀態(tài)變量均完成狀態(tài)迭代,執(zhí)行二值化模塊;
(8)二值化模塊,用于分別從G1和G2中相關(guān)變量抽頭提取隨時(shí)間分布的實(shí)部偽隨機(jī)數(shù)序列和虛部偽隨機(jī)數(shù)序列,分別記為第一偽隨機(jī)數(shù)和第二偽隨機(jī)數(shù),將第一偽隨機(jī)數(shù)和第二偽隨機(jī)數(shù)中各實(shí)數(shù)隨機(jī)數(shù)按時(shí)間順序分別與對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)值比較,若大于基準(zhǔn)值,實(shí)數(shù)偽隨機(jī)數(shù)取值1,否則取值0,即可獲得二值化的第一偽隨機(jī)碼和第二偽隨機(jī)碼;基準(zhǔn)值分別為描述第一偽隨機(jī)數(shù)和第二偽隨機(jī)數(shù)中各實(shí)數(shù)偽隨機(jī)數(shù)中間值大小的統(tǒng)計(jì)量;
(9)測(cè)距碼獲取模塊,用于將第一偽隨機(jī)碼和第二偽隨機(jī)碼進(jìn)行模二和,得測(cè)距碼。