(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 202111482898.7 (22)申请日 2021.12.07 (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　肖涛　白皓若　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 9/40(2022.01) (54)发明名称 一种基于块置乱的压缩感知OFDM-PON安全 通信系统 (57)摘要 本发明一种基于块置乱的压缩感知OFDM ‑ PON安全通信系统， 发送端与接收端通过光纤连 接， 光混沌发生器、 光电转换器、 抽样器、 加法器 依次连接； 抽样器分别通过索序列生成器、 混沌 矩阵生成器连接块置乱器、 乘法器， 块置乱器通 过乘法器连接加法器， 加法器依次通过模数转换 器、 QAM调制器等连接电光转换器； 电光转换器通 过光纤连接接收端的光电转换器； 光电转换器、 去导频循环前缀器、 串并变换器、 FFT变换器、 并 串变换器、 QA M去调制器、 数模转换器； 减法器、 贝 叶斯稀疏器、 乘法器、 逆向置乱 器依次连接； 二维 离散余弦反变换器与乘法器连接； 光混沌发生器 依次通过光电转换器、 抽样器与减法器连接； 抽 样器通过索引矩阵生成器与逆向置乱器连接 。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 114157497 A 2022.03.08 CN 114157497 A 1.一种基于块置乱的压缩感知OFDM ‑PON安全通信系统， 包括发送端、 接收端， 发送端与 接收端通过光纤传输信号， 其特 征在于： 发送端结构如下： 光混沌发生器(1 ‑1)、 第一光电转换器(2 ‑1)、 第一抽样器(3 ‑1)、 第一 加法器(22)依次连接； 第一抽样器(3 ‑1)分别通过第一索序列生成器(4 ‑1)、 混沌矩阵生成 器(7)连接块置乱器(5)、 第一乘法器(6 ‑1)， 块置乱 器(5)通过第一乘法器(6 ‑1)连接第一加 法器(22)， 第一加法器(22)依次连接模数转换器(8)、 QAM调制器(9)、 第一串并变换器(10 ‑ 1)、 IFFT变换器(11)、 第一并串变换器(12 ‑1)、 循环前缀导入器(13)、 电光转换器(14)； 电光 转换器(14)通过光纤连接 接收端的第三 光电转换器(2 ‑3)； 接收端结构如下： 第三光电转换器(2 ‑3)、 去导频循环前缀器(15)、 第二串并变换器 (10‑2)、 FFT变换器(16)、 第二并串变换器(12 ‑2)、 QAM去调制器(17)、 数模转换器(18)； 减法 器(23)、 贝叶斯稀 疏器(19)、 第二乘法器(6 ‑2)、 逆向置乱 器(21)依次连接； 二维离散余弦反 变换器(20)与第二乘法器(6 ‑2)连接； 第二光混沌发生器(1 ‑2)依次通过第二光电转换器 (2‑2)、 第二抽样器(3 ‑2)与减法器(23)连接； 第二抽样器(3 ‑1)还通过第二索引矩阵生 成器 (4‑2)与逆向置乱器(21)连接 。 2.根据权利要求1所述的一种基于块置乱的压缩感知OFDM ‑PON安全通信系 统， 其特征 在于， 在发送端， 光混沌发生器(1 ‑1)产生的混沌序列经过抽样后， 得到序列索引号， 再将混 沌值按升序排列， 得到一个索引号序列。 3.根据权利要求2所述的一种基于块置乱的压缩感知OFDM ‑PON安全通信系 统， 其特征 在于， 块置乱器(5)将图像值的矩阵进行分块， 将每一块分配一个索引号； 第一索序列生成 器(4‑1)将混沌序列生 成索引号序列中的数值， 设置为图像 分组中的索引号， 由此打乱图像 的原始块， 实现块置乱。 4.根据权利要求3所述的一种基于块置乱的压缩感知OFDM ‑PON安全通信系 统， 其特征 在于， 在发送端， 混沌矩阵生 成器(7)利用混沌序列的随机性， 生 成一个测量矩阵， 与置乱后 的图像矩阵进行相乘， 得到 压缩感知信号， 感知信号再与混沌序列值进行相加， 实现加密。 5.根据权利要求4所述的一种基于块置乱的压缩感知OFDM ‑PON安全通信系 统， 其特征 在于， 在发送端， 加密的信号经过模数转换器(8)变成二进制后， 将此时的数字信息通过QAM 调制器(9)的调制， 并利用IFFT变换器(11将信号调制到各个子载波 上， 叠加变成时域信号， 通过第一并串变换器(12 ‑1)转换成串行信号， 通过导入前缀、 电光转换后通过光纤传输到 接收端。 6.根据权利要求5所述的一种基于块置乱的压缩感知OFDM ‑PON安全通信系 统， 其特征 在于， 在接收端， 信号接收后， 通过光电转换、 去导频循环前缀器后， 利用第二串并变换器 (10‑2)将串行符号 转换成并行符号； 利用F FT变换器(16将接收的信息转换成频域信息 。 7.根据权利要求6所述的一种基于块置乱的压缩感知OFDM ‑PON安全通信系 统， 其特征 在于， 在接收端， 利用数模转换器(18)进行数模转换后， 减去与 发射端同步的混沌值， 得到 感知信号， 通过贝叶斯稀疏器(19)， 得到稀疏信号， 将此信号经过二维离散余弦反变换， 得 到置乱的图像信号。 8.根据权利要求7所述的一种基于块置乱的压缩感知OFDM ‑PON安全通信系 统， 其特征 在于， 接收端的光混沌发生器产生的混沌序列经过抽样后， 得到序列索引号， 第二索引矩阵 生成器(4 ‑2)将混沌值按升序排列， 得到一个索引号序列； 将得到图像值的矩阵进行分块，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114157497 A 2将每一块分配一个索引号； 将混沌序列生成索引号序列中的数值， 设置为图像分组中的索 引号， 由此恢复图像的原 始块， 恢复出原 始图像。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114157497 A 3