Система связи, основанная на синхронизации систем с задержкой с переключением хаотических режимов


https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2015.3.85

Полный текст:


Аннотация

Введение: многие системы передачи информации, основанные на явлении хаотической синхронизации, имеют низкую устойчивость к шумам и искажениям сигнала в канале связи, ограничивающую их практическое применение. Цель: разработка и исследование схемы передачи информации с переключением хаотических режимов, обладающей высокой устойчивостью к шумам и амплитудным искажениям сигнала в канале связи. Результаты: предложена модификация классической схемы связи с переключением хаотических режимов, существенно увеличивающая помехоустойчивость системы. Передатчик и приемник схемы построены на основе систем с запаздывающей обратной связью, демонстрирующих хаотическую динамику высокой размерности. Проведены численные исследования предложенной системы передачи информации. Построены зависимости вероятности ошибки на бит при передаче бинарного информационного сигнала от отношения сигнал/шум, затухания сигнала в канале связи и длины интервала времени, в течение которого передается один бит. Показано, что предложенная система связи демонстрирует значительно более высокую устойчивость к шумам и амплитудным искажениям сигнала в канале связи, чем большинство других систем передачи информации, использующих хаотическую синхронизацию для передачи информационного сигнала через аналоговый канал связи. Практическая значимость: предложенная система связи позволяет повысить устойчивость схем с переключением хаотических режимов к шумам и затуханию сигнала в канале связи, что открывает возможность их практического использования.

Об авторах

Данил Дмитриевич Кульминский
Саратовский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН; Саратовский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского
Россия


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


Анатолий Сергеевич Караваев
Саратовский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского
Россия


Михаил Дмитриевич Прохоров
Саратовский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН
Россия


Список литературы

1. Pecora L. M., Carroll T. L. Synchronization in Chaotic Systems // Physical Review Letters. 1990. Vol. 64. P. 821-824. doi:10.1103/PhysRevLett.64.821

2. Kocarev L., et al. Experimental Demonstration of Secure Communications via Chaotic Synchronization // International Journal of Bifurcation and Chaos. 1992. Vol. 2. P. 709-713. doi:10.1142/ S0218127492000823

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. Parlitz U., et al. Transmission of Digital Signals by Chaotic Synchronization // International Journal of Bifurcation and Chaos. 1992. Vol. 2. P. 973-977. doi:10.1142/S0218127492000562

5. Dedieu H., Kennedy M. P., Hasler M. Chaos Shift Keying: Modulation and Demodulation of a Chaotic Carrier Using Self-Synchronizing Chua’s Circuits // IEEE Transactions on Circuits and Systems II. 1993. Vol. 40. P. 634-642. doi:10.1109/82.246164

6. Halle K. S., Wu C. W., Itoh M., Chua L. O. Spread Spectrum Communication through Modulation of Chaos // International Journal of Bifurcation and Chaos. 1993. Vol. 3. P. 469-477. doi:10.1142/ S0218127493000374

7. Волковский А. Р., Рульков Н. Ф. Синхронный хаотический отклик нелинейной системы передачи информации с хаотической несущей // Письма в Журнал технической физики. 1993. Т. 19. Вып. 3. С. 71-75.

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

9. Пономаренко В. И., Прохоров М. Д. Кодирование и извлечение информации, замаскированной хаотическим сигналом системы с запаздыванием // Радиотехника и электроника. 2004. Т. 49. № 9. С. 1098-1104.

10. Tao Y. A Survey of Chaotic Secure Communication Systems // International Journal of Computational Cognition. 2004. Vol. 2. P. 81-130. doi:10.1.1.14.9724

11. Argyris A., et al. Chaos-based Communications at High Bit Rates Using Commercial Fibre-optic Links // Nature. 2005. Vol. 437. P. 343-346. doi:10.1038/ nature04275

12. 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

13. 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. Вып. 4. С. 1-8.

14. Wang M.-J., Wang X.-Y., Pei B.-N. A New Digital Communication Scheme Based on Chaotic Modulation // Nonlinear Dynamics. 2012. Vol. 67. P. 10971104. doi:10.1007/s11071-011-0053-z

15. Kye W.-H. Information Transfer via Implicit Encoding with Delay Time Modulation in a Time-Delay System // Physics Letters A. 2012. Vol. 376. P. 26632667. doi:10.1016/j.physleta.2012.07.015

16. Пономаренко В. И., Караваев А. С., Глуховская Е. Е., Прохоров М. Д. Система скрытой передачи информации на основе системы с запаздыванием с переключаемым временем задержки // Письма в Журнал технической физики. 2012. Т. 38. Вып. 1. С. 103-110.

17. 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. С. 30-35.

18. 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

19. Караваев А. С., Кульминский Д. Д., Пономаренко В. И., Прохоров М. Д. Экспериментальная система скрытой передачи информации на генераторе с запаздывающей обратной связью с переключением хаотических режимов // Письма в Журнал технической физики. 2015. Т. 41. Вып. 1. С. 3-11.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Кульминский Д.Д., Пономаренко В.И., Караваев А.С., Прохоров М.Д. Система связи, основанная на синхронизации систем с задержкой с переключением хаотических режимов. Информационно-управляющие системы. 2015;(3):85-91. https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2015.3.85

For citation: Kul’Minskii D.D., Ponomarenko V.I., Karavaev A.S., Prokhorov M.D. Communication System Based on Synchronization of Time-Delay Systems with Switching of Chaotic Regimes. Information and Control Systems. 2015;(3):85-91. (In Russ.) https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2015.3.85

Просмотров: 21


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


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