Для цитирования:
Дмитриев А. С., Мохсени Т. И., Сьерра-Теран К. М. Сверх- и гиперширокополосная относительная передача информации на основе хаотических радиоимпульсов // Известия вузов. ПНД. 2018. Т. 26, вып. 4. С. 59-74. DOI: 10.18500/0869-6632-2018-26-4-59-74
Сверх- и гиперширокополосная относительная передача информации на основе хаотических радиоимпульсов
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.
- Котельников В.А. Сигналы с максимальной и минимальной вероятностью обнаружения // РЭ. 1959. № 3. С. 354–358.
- Харкевич А.А. Передача сигналов модулированным шумом // Электросвязь. 1957. № 11. С. 42–46.
- Петрович Н.Т., Размахнин М.К. Системы связи с шумоподобными сигналами. М.: Советское радио, 1969.
- Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. М.: Радио и связь, 1985.
- Pecora L.M., Carroll T.L. Synchronization in Chaotic systems // Phys. Rev. Lett. 1990. Vol. 64, № 8. P. 821–824.
- Kolumban G., Kennedy M. The role of synchronization in digital communications using chaos – Part I: Fundamentals of digital communications // IEEE Trans. Circuits and Systems. 1997. Vol. 44, № 10. P. 927–936.
- Kolumban G., Vizvari В., Schwarz W., Abel A. Differential chaos shift keying: A robust coding for chaotic communication // in Proc. NDES’96. 1996. P. 87–92.
- Sushchik M., Tsirming L.S., Volkovskii A.R. Performance analysis of correlationbased communication schemes utilizing chaos // IEEE Trans. Circuits and Systems. 2000. Vol. 47, № 12. P. 1684–1691.
- Дмитриев А.С., Кяргинский Б.Е., Панас А.И., Старков С.О. Прямохаотические схемы передачи информации в сверхвысокочастотном диапазоне // РЭ. 2001. Т. 46, № 2. С. 224–233.
- Dmitriev A.S., Kyarginsky B. Ye., Panas A.I., Starkov S.O. Experiments on ultra wideband direct chaotic information transmission in microwave band // Int. J. Bifurcation and Chaos. 2003. Vol. 13, № 6. P. 1495–1507.
- Дмитриев А.С., Мохсени Т.И., Сьерра-Теран К.М. Относительная передача информации на основе хаотических радиоимпульсов // РЭ. 2018. Т. 63, № 10. С. 1–9.
- Документ DARPA: Broad Agency Announcement Hyper-wideband Enabled RF Messaging (HERMES) Microsystems Technology Office DARPA-BAA-14-34. 30 June 2014. 36 p.
- Subramanian, Vijayan. Hyper-wideband wireless communication link empowered by silicon photonics for low cast RF systems // IJARTET. 2018. Vol. 5, № 1. P. 25–29.
- Esman D., Ataie V., Kuo B. P.-P., Alic N., Radic S. Subnoise signal detection and communication // Journal of Lightwave Technology. 2016. Vol. 34, № 22. P. 5214–5219.
- Дмитриев А.С., Ефремова Е.В., Максимов Н.А., Панас А.И. Генерация хаоса. М.: Техносфера, 2012.
- Ефремова Е.В. Модель хаотической автоколебательной системы диапазона 10– 30 GHz на основе SiGe-технологии 130 nm // Письма в ЖТФ. 2018. Т. 44, № 9. С. 26–33.
- 3344 просмотра