Система передачи информации, основанная на обобщенной хаотической синхронизации


https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2016.2.42

Полный текст:


Аннотация

Введение: системы передачи информации, основанные на режиме обобщенной хаотической синхронизации между передатчиком и приемником, традиционно используют два идентичных генератора в приемнике, создание которых зачастую является технически сложной задачей. Цель: разработка и исследование схемы передачи информации на основе обобщенной хаотической синхронизации, приемник которой содержит лишь один генератор, что снимает вопрос об обеспечении идентичности двух генераторов в приемнике. Результаты: предложена система передачи информации, основанная на использовании режима обобщенной хаотической синхронизации, которая содержит лишь одну ведомую автоколебательную систему в приемнике. Для диагностики режима обобщенной синхронизации между ведущей системой (передатчиком) и ведомой системой (приемником) предложено подавать на единственную ведомую систему поочередно сигнал ведущей системы и его задержанную копию и проверять, будет ли ведомая система демонстрировать одинаковую динамику. В отсутствие обобщенной синхронизации динамика ведомой системы оказывается разной при воздействии на нее два раза одним и тем же сигналом, а при наличии обобщенной синхронизации ведомая система демонстрирует после переходного процесса одинаковые колебания в обоих случаях. Работоспособность предложенной системы передачи информации продемонстрирована для случая, когда в качестве ведущей и ведомой систем использованы генераторы с запаздывающей обратной связью. Проведены численные исследования предложенной схемы связи. Выявлено, что она обладает высокой устойчивостью к шумам в канале связи. Разработанная система передачи информации реализована в радиофизическом эксперименте. Показана ее эффективность при передаче бинарного информационного сигнала. Практическая значимость: предложенная схема связи позволяет избежать технических трудностей создания систем передачи информации на основе обобщенной синхронизации, связанных с необходимостью обеспечить в эксперименте идентичность двух генераторов в приемнике.

Об авторах

Д. Д. Кульминский
Саратовский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН
Россия


В. И. Пономаренко
Саратовский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН
Россия


М. Д. Прохоров
Саратовский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН
Россия


Б. П. Безручко
Саратовский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского
Россия


Список литературы

1. Kocarev L., et al. Experimental Demonstration of Secure Communications via Chaotic Synchronization / L. Kocarev, K. S. Halle, K. Eckert, L. O. Chua, U. Parlitz // International Journal of Bifurcation and Chaos. 1992. Vol. 2. P. 709-713. doi:10.1142/ S0218127492000823

2. Parlitz U., et al. Transmission of Digital Signals by Chaotic Synchronization / U. Parlitz, L. O. Chua, L. Kocarev, K. S. Halle, A. Shang //International Journal of Bifurcation and Chaos. 1992. Vol. 2. P. 973-977. doi:10.1142/S0218127492 0 0 0562

3. Cuomo K. M., Oppenheim A. V. Circuit Implementation of Synchronized Chaos with Applications to Communications // Physical Review Letters. 1993. Vol. 71. P. 65-68. doi:10.1103/PhysRevLett.71.65

4. Garcia-Ojalvo J., Roy R. Spatiotemporal Communication with Synchronized Optical Chaos // Physical Review Letters. 2001. Vol. 86. P. 5204-5207. doi:10.1103/PhysRevLett.86.5204

5. Дмитриев А. С., Панас А. И. Динамический хаос: новые носители информации для систем связи. - М.: Физматлит, 2002. - 252 с.

6. Ponomarenko V. I., Prokhorov M. D. Extracting Information Masked by the Chaotic Signal of a Time-Delay System // Physical Review E. 2002. Vol. 66. 026215. doi:10.1103/PhysRevE.66.026215

7. Караваев А. С., Кульминский Д. Д., Пономаренко В. И., Прохоров М. Д. Система цифровой передачи информации, маскируемой хаотическим сигналом системы с запаздыванием // Информационно-управляющие системы. 2013. № 4(65). С. 30-35.

8. Abderrahim N. W., Benmansour F. Z., Seddiki O. A Chaotic Stream Cipher Based on Symbolic Dynamic Description and Synchronization // Nonlinear Dynamics. 2014. Vol. 78. P. 197-207. doi:10.1007/ s11071-014-1432-z

9. Karavaev A. S., Kulminskiy D. D., Ponomarenko V. I., Prokhorov M. D. An Experimental Communication Scheme Based on Chaotic Time-Delay System with Switched Delay // International Journal of Bifurcation and Chaos. 2015. Vol. 25. 1550134. doi:10.1142/S0218127415501345

10. Chen J. Y., Wong K. W., Cheng L. M., Shuai J. W. A Secure Communication Scheme Based on the Phase Synchronization of Chaotic Systems//Chaos. 2003. Vol. 13. P. 508-514. doi: 10.1063/1.1564934

11. Короновский А. А., Москаленко О. И., Храмов А. Е. О применении хаотической синхронизации для скрытой передачи информации // Успехи физических наук. 2009. Т. 179. С. 1281-1310. doi:10.3367/ UFNr.0179.200912c.1281

12. Короновский А. А., Москаленко О. И., Попов П. В., Храмов А. Е. Способ скрытой передачи информации, основанный на явлении обобщенной синхронизации // Известия РАН. Серия физическая. 2008. Т. 72. № 1. С. 143-147.

13. Moskalenko O. I., Koronovskii A. A., Hramov A. E. Generalized Synchronization of Chaos for Secure Communication: Remarkable Stability to Noise // Physics Letters A. 2010. Vol. 374. P. 2925-2931. doi:10.1016/j.physleta.2010.05.024

14. Короновский А. А., Москаленко О. И., Храмов А. Е. Скрытая передача информации на основе режима обобщенной синхронизации в присутствии шумов // Журнал технической физики. 2010. Т. 80. В. 4. С. 1-8.

15. Abarbanel H. D. I., Rulkov N. F., Sushchik M. M. Generalized Synchronization of Chaos: The Auxiliary System Approach // Physical Review E. 1996. Vol. 53. P. 4528-4535. doi:10.1103/PhysRevE.53.4528

16. Короновский А. А. и др. Обобщенная синхронизация в случае воздействия хаотического сигнала на периодическую систему / А. А. Короновский, О. И. Москаленко, А. С. Павлов, Н. С. Фролов, А. Е. Храмов // Журнал технической физики. 2014. Т. 84. Вып. 5. С. 1-8.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Кульминский Д.Д., Пономаренко В.И., Прохоров М.Д., Безручко Б.П. Система передачи информации, основанная на обобщенной хаотической синхронизации. Информационно-управляющие системы. 2016;81(2):42-47. https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2016.2.42

For citation: Kul’Minskii D.D., Ponomarenko V.I., Prokhorov M.D., Bezruchko B.P. Communication System based on Generalized Chaotic Synchronization. Information and Control Systems. 2016;81(2):42-47. (In Russ.) https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2016.2.42

Просмотров: 36


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-8853 (Print)
ISSN 2541-8610 (Online)