Közvetlen kaotikus kommunikációs rendszerek

A direkt kaotikus kommunikációs rendszerek olyan kaotikus jeleken alapuló digitális kommunikációs rendszerek , amelyekben a kaotikus vivőképzés és az információs jel általi moduláció közvetlenül a kommunikációs frekvenciasávban történik, és közbenső frekvenciaátalakítás nélkül történik az információ kinyerése [1] .

Történelem

A közvetlen kaotikus kapcsolat ötlete 2000-ben fogalmazódott meg a Rádiótechnikai és Elektronikai Intézet InformChaos laboratóriumában. V.A. Kotelnikov RAS (V.A. Kotelnikov RAS-ról elnevezett IRE) [2] [3] . Ez az ötlet a dinamikus káosz információátvitelre való felhasználásával foglalkozó korábbi munkák elemzése eredményeként született meg.

A káosz kommunikációs rendszerekben való felhasználásával kapcsolatos munkák még a múlt század 80-as éveiben folytak [4] , azonban a 90-es évek elején elkezdődtek intenzív kutatások ebben az irányban. A felkeltett érdeklődés nagyrészt a kaotikus szinkronizáció [5] [6] [7] és a kaotikus szinkronválasz [8] jelenségeinek felfedezéséhez kapcsolódott . Az első komoly sikerek annak köszönhetőek, hogy számos modelláramkör kutatásának kezdeti szakaszában bemutatták a digitális és analóg üzenetek kaotikus jelekkel történő továbbításának lehetőségét [9] [10] [11] [12] [13 ] ] . Egy információs jel kaotikussá való nemlineáris keverésével járó sémában kísérletileg demonstrálták a beszéd- és zenei jelek átvitelét az alacsony frekvenciájú és a rádiósávban [14] .

További vizsgálatok azonban kimutatták, hogy a kaotikus szinkronizálást (vagy kaotikus szinkronválaszt) alkalmazó kommunikációs rendszerek komoly korlátozásokat támasztanak a kommunikációs csatorna minőségében, és rövid távon gyakorlatilag nem alkalmazhatók.

A következő fontos lépés annak felismerése volt, hogy a káoszt használó kommunikációs rendszerek teljesítményének javítása érdekében talán fel kell hagyni a kaotikus szinkronizálással. A [15] -ben kimutatták, hogy a dinamikus káosz segítségével az összekapcsolt rendszerek jó tulajdonságait lehet elérni. Bár ezek a jellemzők gyengébbek a hagyományos rendszerekénál, már nem olyan mértékben, mint a kaotikus szinkronizálású rendszerekben.

További lépést jelentett a gyakorlati rendszerek kialakítása felé a kommunikációs séma jelentős egyszerűsítésével járó megközelítés a jelfel/le frekvenciakonverziók elutasítása és a nem koherens (nem korrelációs, energia) vételi séma alkalmazása miatt . Ez a megközelítés egy közvetlen-kaotikus információátviteli séma kialakulásához vezetett.

A közvetlen kaotikus kapcsolat elvei

A közvetlen kaotikus kommunikációs sémák három alapelven alapulnak:

  1. a káosz forrása kaotikus rezgéseket generál közvetlenül egy adott rádió- vagy mikrohullámú sávban ;
  2. az információs jel bevitele egy kaotikus jelbe a megfelelő kaotikus rádióimpulzus-folyam kialakításával történik ;
  3. A mikrohullámú jelből köztes frekvenciaátalakítás nélkül nyerik ki az információkat .

Bizonyos fenntartásokkal a direkt kaotikus rendszerek magukban foglalhatnak olyan rendszereket is, amelyekben az eredeti (alacsonyabb frekvenciájú) kaotikus jel valamilyen átalakításával, például feszültségvezérelt oszcillátor hatásának kitéve a rádió- vagy mikrohullámú tartományban kaotikus vivőjelet kapnak. (VCO).

Közvetlen kaotikus kommunikációs rendszerek esetén a következő típusú jelek használhatók:

A közvetlen kaotikus rendszerek lehetnek keskenysávúak, szélessávúak és ultraszéles sávúak. Ezt a tulajdonságot a használt kaotikus jel jellemzői határozzák meg.

Chaotic Radio Pulse

A bemutatott technológia kulcskoncepciója a kaotikus rádióimpulzus. Ez egy jelrészlet, amelynek hossza meghaladja a kaotikus rezgések kvázi periódusának hosszát. A kaotikus rádióimpulzus frekvenciasávját a káoszforrás által generált kezdeti kaotikus jel frekvenciasávja határozza meg, és az impulzushossz változásának széles tartományában nem függ az időtartamától. Ez jelentősen megkülönbözteti a kaotikus rádióimpulzust a klasszikus rádióimpulzusoktól, amelyek egy periodikus vivő töredékével vannak kitöltve, amelynek frekvenciasávját a hossza határozza meg.

Közvetlen kaotikus kommunikációs rendszerekben többféle moduláció használható : kaotikus impulzus jelenléte vagy hiánya az információs pozícióban (kaotikus be-ki kulcsolás - COOK), relatív kaotikus kulcsolás (differenciális kaotikus shift kulcsolás - DCSK), a moduláció impulzuspozíciók (impulzushelyzet moduláció - PPM) stb. Lényeges, hogy az információ továbbításához itt ne folyamatos jelet, hanem impulzusfolyamot használjunk. Ezért a modulációs módszer mellett az impulzushossz és a munkaciklus is fontos jellemzők . Ezeknek a jellemzőknek a változása határozza meg a kommunikációs rendszer sebességi tulajdonságait és stabilitását különböző típusú kommunikációs csatornák esetén.

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ A. S. Dmitriev , E. V. Efremova , A. V. Klecov , L. V. Kuzmin , N. V. Rumjancev. Ultraszéles sávú közvetlen kaotikus vezeték nélküli kommunikációs rendszerek és szenzorhálózatok. V. A. Kotelnikov RAS  (hozzáférhetetlen link)
  2. ↑ Dmitriev A.S., Kyarginsky B.E., Maksimov N.A., Panas A.I., Starkov S.O. "Közvetlen kaotikus kommunikációs rendszerek létrehozásának kilátásai a rádió- és mikrohullámú sávokban", Radiotekhnika, 2000, 3. szám, 9-20.
  3. ↑ AS Dmitriev, AI Panas és SO Starkov, Direct Chaotic Communication in Microwave Band, (Electronic NonLinear Science Preprint, nlin.CD/0110047) http://arxiv.org/abs/nlin.CD/0110047
  4. ↑ Dmitriev A.S., Kislov V.Ya., Panas A.I. et al. Kommunikációs rendszer zajhordozóval: A.s. 279024 Szovjetunió, 1985
  5. ↑ Fujisaka H., Yamada T. // Prog. Theor. Phys. 1983. V. 69. 32. o.
  6. ↑ Pikovsky A. // Z. Physik B. 1984. V. 55. P. 149.
  7. ↑ Afraimovich V.S., Verichev N.I., Rabinovich M.I. // Izv. egyetemek. Ser. Radiofizika. 1986. V. 29. No. 9. S. 1050
  8. ↑ Pecora LM, Carroll TL // Phys. Fordulat. Lett. 1990. V. 64. 8. sz. 821. o.
  9. ↑ Chua LO, Kocarev L., Eckert K. et al. // Int. J. Bifurkáció és káosz. 1992. V. 2. 705. o.
  10. ↑ Cuomo K., Oppenheim A. // Phys. Fordulat. Lett. 1993. V. 71. 1. sz. 65. o.
  11. ↑ Halle KS, Chai WW, Itoh M. et al. // Int. J. Bifurkáció és káosz. 1993. V. 3. No. 2. P. 469.
  12. ↑ Hasler M., Dedieu H., Kennedy M., Schweizer J. // Proc. az Int. Symp. a nemlineáris elméletről és alkalmazásról. Hawaii, USA, 1993. 87. o.
  13. ↑ Volkovszkij A.R., Rulkov N.V. // Levelek ZhTF-nek. 1993. V. 19. No. 3. S. 71.
  14. ↑ Dmitriev A.S., Panas A.I., Starkov S.O. Kísérletek zenei és beszédjelek átvitelére dinamikus káosz segítségével: Preprint No. 12(600). M.: IRE RAN, 1994.
  15. ↑ Kolumban G., Kennedy MP, Chua LO // IEEE Trans. 1997.V.CS-44. 927. o.

Irodalom