Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2017, № 7 · RADIO ENGINEERING

Когерентная передача цифровой информации с M-арной модуляцией хаотического сигнала

T.I. Mokhseni1, A.M. Kikot2

1 Kotelnikov IRE RAS, Moscow, Russia
2 Московский физико-технический институт (государственный университет)
Full text (PDF) UDC 621.391 EDN ZFHYMB

Abstract

A method for coherent reception and transmission of an information sequence based on chaotic signals is proposed. Information sequence consists of elements of the M-ary alphabet. The main feature of the proposed method is the use of pre-recorded in memory in digital form chaotic signal fragments as carriers. Digital implementation of transmitter and receiver allows the use of the same copies of carrier chaotic signal and synchronization of these copies in time for establishing a correlation reception. The implementation of this approach corresponds to the concept of Software Defined Radio (SDR). According to SDR concept basic parameters of transceiver components are determined by software rather than hardware configuration as it arranged in analog systems. The scheme of reception and transmission which allows the implementation of the proposed method is presented. In the scheme two orthogonal fragments of chaotic signal were used as basic functions. In accordance with the presented scheme modeling and experimental approbation were carried out.

  • chaotic signal
  • communication system
  • software defined radio
  • coherent detection
Аннотация (на русском)

Когерентная передача цифровой информации с M-арной модуляцией хаотического сигнала

В работе предложен метод когерентного приема и передачи информационной последовательности элементов M-арного алфавита на основе хаотических сигналов. Основную особенность предложенного метода составляет использование в качестве несущих заранее записанных в память в цифровом виде фрагментов хаотического сигнала. Представлена схема приема и передачи, которая позволяет реализовать предложенный метод, где в качестве базовых функций использовались два ортогональных фрагмента хаотического сигнала. В соответствии с представленной схемой в работе выполнено моделирование, а также проведена экспериментальная апробация.

For citation

Mokhseni T.I., Kikot A.M. Когерентная передача цифровой информации с M-арной модуляцией хаотического сигнала // Journal of Radio Electronics. – 2017. – No. 7.

References

  1. Cuomo M.K., Oppenheim A.V., Strogatz S.H. "Synchronization of Lorenz-Based Chaotic Circuits with Applications to Communications" // IEEE Trans. Circuits and Systems, 1993, V. 40, № 10, p. 626.
  2. Downes P.T. "Secure communication using chaotic synchronization" // SPIE, 1993, V. 2038, p. 227.
  3. Kocarev L., Halle K.S., Eckert K., Chua L., Parlitz U. "Experimental demonstration of secure communications via chaotic synchronization" // Int. J. Bifurcation and Chaos, 1992, V. 2, № 3, pp. 709-713.
  4. Бельский Ю.Л., Дмитриев А.С. "Передача информации с помощью детерминированного хаоса" // Радиотехника и электроника, 1993, Т. 38, № 7, с. 1310-1315.
  5. Dedieu Н., Kennedy М., Hasler М. "Chaos shift keying: Modulation and demodulation of a chaotic carrier using self-synchronising Chua's circuits" // IEEE Trans. Circuits and Systems, 1993, V. CAS-40, № 10, pp. 634-642.
  6. Partlitz U., Chua L., Kocarev L., Halle K., Shang A. "Transmission of digital signals by chaotic synchronization" // Int. J. Bifurcation and Chaos, 1992, V. 2, № 4, pp. 973-977.
  7. Волковский А.Р., Рульков Н.В. "Синхронный хаотический отклик нелинейной системы передачи информации с хаотической несущей" // Письма в ЖТФ, 1993, Т. 19, вып. 3, с. 71-75.
  8. Pecora L.M., Carroll T.L. "Synchronization in Chaotic systems" // Phys. Rev. Lett., 1990, V. 64, № 8, pp. 821-824.
  9. Kocarev L., and Partlitz U. "General approach for chaotic synchronization with application to communication" // Phys. Rev. Lett., 1995, V. 74, № 25, pp. 5028-5031.
  10. Бельский Ю.Л., Дмитриев А.С. "Влияние возмущающих факторов на работоспособность системы передачи информации с хаотической несущей" // Радиотехника и электроника, 1995, Т. 40, № 2, с. 265-281.
  11. Kolumban G., Kennedy M. "The role of synchronization in digital communications using chaos - Part I: Fundamentals of digital communications" // IEEE Transactions on circuits and systems - I: Fundamental theory and applications, 1997, V. 44, № 10, pp. 927-936.
  12. Kolumban G., Vizvari В., Schwarz W., Abel A. "Differential chaos shift keying: A robust coding for chaotic communication" // in Proc. NDES'96, Seville, Spain, June 27-28, 1996, pp. 87-92.
  13. Дмитриев А. С., Крягинский Б.Е., Панас А.И., Старков С.О. "Прямохаотические схемы передачи информации в сверхвысокочастотном диапазоне" // Ридотехника и электроника, 2001, Т. 46, № 2, с. 224-233.
  14. Andre L.G. Reis, Andre F.B. Selva, Karlo G. Lenzi, Silvio E. Barbin, Luis G.P. Meloni. "Software defined radio on digital communications: A new teaching tool" // Wireless and Microwave Technology Conference (WAMICON), IEEE 13th Annual, 2012, pp. 1-8.
  15. Мохсени Т.И., Кикот А.М. "Когерентная передача цифровой информации с двоичной модуляцией хаотического импульса" // «Журнал радиоэлектроники» [электронный журнал]», 2015, № 6. URL: http://jre.cplire.ru/jre/jun15/10/text.html
  16. Скляр Б. "Цифровая связь. Теоретические основы и применение, 2-е издание" // Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2004, 1104 с.
  17. Дмитриев А.С., Захарченко К.В., Пузиков Д.Ю. "Введение в теорию прямохаотической передачи информации" // Радиотехника и электроника, 2003, т. 48, №3, с. 328-338.
  18. Дмитриев А.С., Панас А.И. "Динамический хаос: новые носители информации для систем связи" // М.: Издательство физико-математической литературы, 2000.
  19. Силин А. "Технология Software Defined Radio. Теория, принципы и примеры аппаратных платформ" // Беспроводные технологии, 2007, №2, с. 22-27.
  20. Пронин К. "Проектирование, Оптимизация и Моделирование SDR" // Электронные компоненты, 2012, № 2, с. 49-53.
  21. "Технология программируемого радио на базе PXI" // National Instruments, URL: http://russia.ni.com/sites/default/files/ NI для систем программируемого радио.pdf