当今,通讯已经成为人们生活中必不可少的一部分。在人们对通信质量提出更高要求的同时,随着社会的进步,民众隐私的保护提到了社会的议事日程,个人通信的安全性越来越受到关注,具有普及性的保密通信已成为通信领域中的研究热点[1]。本文基于保密通信的现状和难点,结合国内外相关领域的文献研究,阐明了混沌应用于保密通信的优势,并结合混沌同步理论的研究,构建了一种基于混沌系统观测器的保密通信系统,通过仿真和实验,证实了系统的有效性和可行性。本文的结构如下。首先,介绍了混沌理论和混沌同步理论研究的发展和现状,讨论了混沌同步应用的一些方法及其局限性,并简单介绍了在本文设计观测器过程中所使用的数学知识。其次,通过对传统的几类保密通信方式以及混沌理论在这一领域运用的相关研究,构建出了一种新的保密通信系统框架。鉴于语音信号加密安全性以及可靠性的考虑,在加密系统中应用了理论已非常成熟的Lorenz混沌动力学方程。然而,简单地运用混沌掩盖的方式来加密语音信号存在较大的不安全性,其主要原因在于混沌信号的能量主要集中在低频段,通过直接叠加的方式无法完全掩盖原有的语音信号。为了提高系统的加密安全性,本文对混沌掩盖前的混沌信号作了预处理,分别对随机选取的语音信号和Lorenz混沌系统产生的混沌信号作了功率谱分析,进而设计了一个具有放大增益效果的低通滤波器来对混沌信号进行预处理,使其能够安全稳定地掩盖语音信号。然后,本文在解决实现混沌同步的难点上,基于Luenberger观测器理论,设计了不含未知参数和含有未知参数的两种观测器,通过公式推导证明以及Matlab的仿真,验证了两种观测器的同步有效性,并对两个观测器进行了功能比较,最终选择了带有未知参数的观测器作为保密通信系统的同步解决方案。最后,选择了TI公司的TMS320C5416 DSK实验开发板作为硬件平台,进行了系统的应用研究。通过对系统的性能指标、数据处理量等方面的分析,制定了实验的基本工作流程,设定了系统运行的参数。然后,根据实际人耳所能听到声音的频率范围,设计了一种带通滤波器,对语音信号作了预过滤,并基于系统的加密方法和同步实现要求,对系统的软件进行了设计,完善了系统的程序运行流程。最终,通过对实验结果语音的采样、分析和研究,证明了所设计的保密通信系统在实际应用中的可行性。