Сверх- и гиперширокополосная относительная передача информации на основе хаотических радиоимпульсов
Образец для цитирования:
Тема и цель исследования. Схема с относительной передачей информации, ис-
пользующая в качестве носителя хаотические сигналы - DCSK (Differential Chaos Shift Keying) была предложена как альтернатива системам с применением хаотической синхронизации. Она устойчива к шумам и возмущениям на уровне классических систем передачи с регулярными сигналами. Однако практическая реализация беспроводных систем связи на ее основе осложняется необходимостью использования линий задержек большой длительности. В работе рассмотрена схема относительной передачи данных, использующая в качестве носителя информации хаотические импульсы. Схема содержит элементы задержки только с малой длительностью, что упрощает практическую реализацию схемы в микроволновом диапазоне частот по сравнению с известными аналогами.
Методы. Проведено компьютерное моделирование предложенной схемы в среде Matlab.
Модель описывается системой дифференциально-разностных уравнений. Переменные
системы уравнений представляют собой сигнал в различных точках схемы при передаче информации. Даны аналитические оценки помехоустойчивости в каналах с белым шумом и ее зависимость от базы несущего сигнала. Результаты. Показано, что при малых базах сигнала схема подвержена воздействию собственных шумов, которые затрудняют ее работу даже при отсутствии внешних шумов. Однако ее эффективность резко возрастает при использовании сверхширокополосных и гиперширокополосных хаотических сигналов с большой базой вплоть до 106. При таких значениях базы устойчивый прием передаваемых импульсов может быть обеспечен из-под шумов даже при отношении сигнал/шум порядка -20 dB. Обсуждение. Анализ полученных результатов показывает, что в предложенной относительной схеме передачи с использованием в качестве носителя информации хаотических радиоимпульсов отсутствует проблема с необходимостью использования задержек большой длительности, которая является критической для схемы DCSK. В рассмотренной схеме используются задержки только с малой длительностью. Это обстоятельство радикально упрощает практическую реализацию схемы в микроволновом диапазоне частот.
BibTeX
author = {Александр Сергеевич Дмитриев and Тимур Исхакович Мохсени and Кристиан Маурисио Сьерра-Теран},
title = {Сверх- и гиперширокополосная относительная передача информации на основе хаотических радиоимпульсов},
year = {2018},
journal = {Известия высших учебных заведений. Прикладная нелинейная динамика},
volume = {26},number = {4},
url = {https://old-andjournal.sgu.ru/ru/articles/sverh-i-gipershirokopolosnaya-otnositelnaya-peredacha-informacii-na-osnove-haoticheskih},
address = {Саратов},
language = {russian},
doi = {10.18500/0869-6632-2018-26-4-59-74},pages = {59--74},issn = {0869-6632},
keywords = {система связи,хаотический радиоимпульс,сверхширокополосный сигнал,гиперширокополосный сигнал,относительный прием,корреляция},
abstract = {Тема и цель исследования. Схема с относительной передачей информации, ис- пользующая в качестве носителя хаотические сигналы - DCSK (Differential Chaos Shift Keying) была предложена как альтернатива системам с применением хаотической синхронизации. Она устойчива к шумам и возмущениям на уровне классических систем передачи с регулярными сигналами. Однако практическая реализация беспроводных систем связи на ее основе осложняется необходимостью использования линий задержек большой длительности. В работе рассмотрена схема относительной передачи данных, использующая в качестве носителя информации хаотические импульсы. Схема содержит элементы задержки только с малой длительностью, что упрощает практическую реализацию схемы в микроволновом диапазоне частот по сравнению с известными аналогами. Методы. Проведено компьютерное моделирование предложенной схемы в среде Matlab. Модель описывается системой дифференциально-разностных уравнений. Переменные системы уравнений представляют собой сигнал в различных точках схемы при передаче информации. Даны аналитические оценки помехоустойчивости в каналах с белым шумом и ее зависимость от базы несущего сигнала. Результаты. Показано, что при малых базах сигнала схема подвержена воздействию собственных шумов, которые затрудняют ее работу даже при отсутствии внешних шумов. Однако ее эффективность резко возрастает при использовании сверхширокополосных и гиперширокополосных хаотических сигналов с большой базой вплоть до 106. При таких значениях базы устойчивый прием передаваемых импульсов может быть обеспечен из-под шумов даже при отношении сигнал/шум порядка -20 dB. Обсуждение. Анализ полученных результатов показывает, что в предложенной относительной схеме передачи с использованием в качестве носителя информации хаотических радиоимпульсов отсутствует проблема с необходимостью использования задержек большой длительности, которая является критической для схемы DCSK. В рассмотренной схеме используются задержки только с малой длительностью. Это обстоятельство радикально упрощает практическую реализацию схемы в микроволновом диапазоне частот. }}