Модифікування генераторів детермінованого хаосу для систем оброблення та передавання інформації

Abstract

Робота присвячена вирішенню важливої науково–практичної задачі - модифікування генераторів хаотичних сигналів, з метою уможливлення їх використання у аналогових та цифрових системах зв’язку. Дослідження проведені в межах цієї роботи, дозволили забезпечити можливість синхронізації генераторів хаотичних коливань за схемою Чуа при більш значних показниках номінальних значень компонентів у порівнянні з схемою Чуа на зустрічно ввімкнених діодах. Реалізація безіндуктивного коливного контура генераторів дозволили підвищити його добротність більш ніж в три рази. На прикладі одно направленої на імпульсної синхронізації генераторів детермінованого хаосу, показано можливість використання їх для систем передавання інформації. Работа посвящена решению важной научно-практической задачи - модификации генераторов хаотических сигналов, с целью сделать возможным их использование в аналоговых и цифровых системах связи. Исследования, проведенне в рамках этой работы, позволили обеспечить возможность синхронизации генераторов хаотических колебаний схемы Чуа при более значительных показателях номинальных значений компонентов по сравнению со схемой Чуа на встречно включенных диодах. Реализация безиндуктивного колебательного контура генераторов позволила повысить его добротность более чем в три раза. Проведено исследование нелинейных элементов генератора Чуа, которые реализуется на двух параллельно соединенных нелинейных управляемых напряжением резисторах, в качестве которых служили встречно включенные диоды и активные четырехполюсники. На примере однонаправленной на импульсной синхронизации генераторов детерминированного хаоса показана возможность использования их для систем передачи информации. Предложен способ передачи информации с кодированием детерминированным хаосом с помощью протокола IEE.802.15.4, заключающийся в кодировке информационной последовательности битов, используя бинарную псевдослучайную последовательность, образованную при помощи генератора детерминированного хаоса, математической моделью которого является логистическое отображение. Двухсторонняя передача информации между приемником и передатчиком осуществляется по радиоканалу на частоте 2.4 ГГц. Dessertation is devoted to the important scientific problem - modifying generators chaotic signals, their practical implementation and construction of analog and digital data transmission systems based on them. Research presented in this paper are conducted to improve the quality of existing systems and develop new ways of using chaotic carriers to transmit information. For the first time the method of implementation of the encoding and transmission of information in radio band at a frequency of 2.4 GHz using deterministic chaos generator logistic display a numeric representation which is executed in binary form. Based on the results of the numerical modeling and experimental investigation of attractors and transients generators Chua, implemented as a classic option and using as nonlinear element op amps found that: 1. shown that the implementation of nonlinear elements Chua generators sold in the quadrupole provides active expansion of random signals with uniform spectral power density of 2 to 5 kHz. This synchronization between the driving and driven generator provided with a 3% spread denominations radio component base (at 0.2% variation of parameters for non-linear elements Chua generator to forward connected diodes). This enables the use of modified Chua generators in transmission systems of voice information. 2. first set patterns and the condition of the pulse synchronization in the modified Chua generators. It is shown that the proposed circuit solutions klyuchuvannya device ensures the formation of bipolar voltage pulses at a ratio sync gating pulse duration equal to the period of 3.75%, providing transmission of information messages during the interval of more than 95% of the period pulse synchronization 3. Established that the replacement inductor in the circuit oscillating circuit Chua equivalent to the operational amplifier circuit enhances the quality factor in the frequency range of 10 Hz for more than tripled compared with the coil, due to the reduction of energy dissipation in active resistance. Besides the elimination of active resistance coils spread greatly simplifies the process of entering the matching generators Chua.Computer simulation and experimental study of the properties of chaotic behavior of Chua oscillator in which inductor is replaced by the equivalent on operational amplifiers. Established that non-inductive implementation enables the coil to eliminate the influence of the internal resistance of the generator and to simplify the synchronization of chaotic oscillators. Thus there is a complete repetition of the chaotic behavior of the system; For example, one aimed at synchronizing pulse generator deterministic chaos, the possibility of using them for data transmission systems. Were further development of the scheme synchronization pulse generators Chua receiving and transmitting sides due to the formation time samples using key voltage controlled pulse generator gating. Obtained in the course of the dissertation results can be used for the construction of transmission and recovery using chaotic masking signal and coding information deterministic chaos.