Моделирование информационного канала с использованием хаотических сигналов нелинейных динамических систем

В работе исследуются псевдослучайные сигналы нелинейных динамических систем, анализируется возможность их применения в информационных системах. Рассматриваются непрерывные и дискретные динамические системы: система Лоренца, отображения Бернулли и Энона. Поскольку параметры динамических систем входят в уравнения линейно, показана принципиальная возможность линейного управления состоянием нелинейной ДС. Проводится сравнительный анализ корреляционных свойств сигналов этих динамических систем. Анализ корреляционных характеристик показал, что применение хаотических сигналов в системах связи и радиолокации позволяет значительно увеличить их разрешающую способность по дальности и, с учетом специфических свойств хаотических сигналов, позволяет обеспечить их скрытность. Представление уравнений нелинейных динамических систем в виде стохастических дифференциальных уравнений позволило получить выражение для функционала правдоподобия, с помощью которого решаются многие задачи оптимального приема сигналов. Показано, что основным этапом при обработке принятого сообщения, обеспечивающий максимум функционалов правдоподобия состоит в вычислении корреляционных интегралов между компонентами и рассматриваемых систем. Это позволило положить в основу алгоритма обнаружения корреляционный прием между компонентами сигналов. Синтезирован корреляционный приемник обнаружения и найдены рабочие характеристики приемника.

1. Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. М.: Радио и связь, 1985. 384с.

2. Дмитриев Ю.А., Кузьмин Л.В. Прием хаотических сигналов с использованием опорного генератора хаоса // Радиоэлектроника 2012. № 1.

3. Dmitriev A.S., Emel'yanov R.Yu., Lazarev V.A., et al. Simulation of Dynamics of the Neural Ensemble in the Active Wireless Network. J. Communication Technology and Electronics. 2017. V. 62. №10. pp. 1148-1151.

4. Губанов Д. и др. Генераторы хаоса в интегральном исполнении [Электронный ресурс]. Доступно по:URL: http://www.chipnews.ru/html.cgi/arhiv/99_08/stat_9.htm. Ссылка активна на: 10 октября 2019.

5. Андреев Ю.В., Дмитриев А.С., Лазарев В.А. «Коллективная передача информации сверхширокополосным прямо хаотическим ансамблем». Физические основы приборостроения. 2017. Т. 6. №2 (24). С. 80-89.

6. Дмитриев А.С., Герасимов М.Ю., Ицков В.В., Лазарев В.А., Попов М.Г., Рыжов А.И. «Активные беспроводные сверхширокополосные сети на основе хаотических радиоимпульсов». Радиотехника и электроника. 2017. Т. 62. №4. С. 354-363.

7. Афанасьев В.В., Логинов С.С. Новый класс цифровых радиоэлектронных динамических систем // Инженерный вестник Дона. 2016. № 4. Доступно по: URL:ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2016/3777

8. Гавришев А.А., Жук А.П. Моделирование устройства имито защиты контролируемых объектов с новым набором хаотических сигналов // Прикладная информатика. 2017. Т.12. № 4 (70). С. 122-132

9. Колесов В.В., Полубехин А. И., Чигин Е.П., и др. Применение дискретных хаотических алгоритмов в широкополосных телекоммуникационных системах // Вестник СибГУТИ. 2016. №3. С. 77-92.

10. Анищенко В.С., Вадивасова Т.Е., Окрокверцхов Г.А, и др. Статистические свойства динамического хаоса // УФН. 2005. Т. 175. № 2. С. 163-179.

11. Когай Г.Д., Тен Т.Л. Методы и модели хаотических процессов в системах связи // Современные наукоемкие технологии. 2014. № 10. С. 61-64.

12. Кучеренко И.А. Применение сверхширокополосных сигналов с линейной частотной модуляцией в запреградной радиолокации // Инженерный вестник Дона. 2016. №1. Доступно по: URL:ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2016/3545.

13. Васюта К.С., Малышев A.А., Зоц Ф.Ф. Анализ корреляционных свойств хаотических радиоимпульсов // Системи обробки інформації. 2012. Т. 2.Випуск 3. С. 22-25.

14. Насыров И.К., Андреев В.В. Оптимальная оценка параметров псевдослучайных сигналов нелинейных динамических систем // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2017. № 1. С. 29-35.

15. Насыров И.К.,Андреев В.В. International Scientific Conference. «2018 Wave electronics and its application in information and telecommunication systems». WECONF 2018 (IEEE Conference #№ 45890) 26-30 November 2018. St. Petersburg, State University of Aerospace Instrumentation (SUAI).

16. Nasyrov I.K., Andreev V.V. Optimal Estimation of Parameters of Pseudorandom Signals of Nonlinear Dynamic Systems // Russian Aeronautics. 2018. V. 61. №. 4. pp. 692-696,

17. Nasyrov I.K., Andreev V.V. About Optimal Reception of Pseudorandom Signals of Nonlinear Dynamic Systems // Russian Aeronautics.2019.V. 62. №. 2. pp. 326-330.