автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.04, диссертация на тему:Моделирование и анализ многопользовательских радиотехнических систем передачи данных с хаотическим кодированием

На правах рукописи

Харин Сергей Владимирович

МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ МНОГОПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИХ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ С ХАОТИЧЕСКИМ КОДИРОВАНИЕМ

Специальности: 05.12.04 - «Радиотехника, в том числе системы

и устройства телевидения»;

05.13.18 - «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж 2006

Работа выполнена на кафедре радиотехнических систем Воронежского института МВД России.

Научный руководитель: доктор физико - математических наук, доцент Костылев Владимир Иванович

Научный консультант: кандидат технических наук, доцент Бокова Оксана Игоревна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Бухарин Сергей Васильевич

доктор технических наук, доцент Кострова Вера Николаевна

Ведущая организация: Открытое акционерное общество

«Воронежский научно-исследовательский институт «Вега»

Защита состоится 26 сентября 2006 года в 13.00 часов на заседании диссертационного совета К 203.004.01 при Воронежском институте МВД России по адресу: 394065, г. Воронеж, проспект Патриотов, 53, аудитория №329.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского института МВД России.

Автореферат разослан 25 августа 2006 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

С.А. Шерстюков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы:

В последнее время проявляется большой интерес к широкополосным многопользовательским системам связи, которые имеют определенные преимущества в сравнении с классическими узкополосными системами. Наиболее часто выделяют следующие преимущества широкополосных систем:

1. возможность работы в сильно зашумленном канале (отношение сигнал/шум невелико);

2. устойчивость по отношению к многолучевому распространению сигнала в условиях города и связанные с этим эффекты;

3. возможность восстановления информации при частичной потере или искажении передаваемого сигнала;

4. корреляционные свойства используемых сигналов позволяют маскировать передаваемое сообщение на фоне шумов.

Способы построения таких систем связи разрабатываются уже достаточно давно, некоторые из них реализованы на практике (например, системы многопользовательской связи СЭМА). Структуру системы связи с расширением спектра, а также во многом качество ее работы, определяют следующие факторы:

1. выбор спектрорасширяющих сигналов (последовательностей);

2. алгоритм синхронизации передатчика и приемника;

3. используемые приёмником и передатчиком алгоритмы обработки сигналов.

С недавнего времени хаотические сигналы стали широко рассматриваться в качестве возможных, расширяющих спектр в системах передачи информации. Причинами этого могут служить, прежде всего, накопление информации о генерации подобных сигналов и разработке методов синхронизации подобных генераторов. С другой стороны ведутся разработки о возможных подходах к методам ввода информации в системах с применением хаотических сигналов. Иным подходом является применение свойств хаотических сигналов с целью реализации множественного доступа.

Данный этап общего развития направления можно охарактеризовать как этап построения моделей, структурных схем и численного анализа реализуемых в будущем систем. При этом необходимо заметить, что в настоящее время неотъемлемой частью процесса разработки любых электронных устройств является этап моделирования, в процессе которого производится математический расчет и оптимизация предполагаемых характеристик прибора. Основной задачей является не только задание параметров в процессе компьютерного синтеза, но получение результатов, максимально соответствующих реальным характеристикам. Точность теоретических результатов зависит в основном от метода расчета, а также от выбора эквивалентных схем элементной базы проекта. В пределах решаемой задачи необходимо учитывать следующие факторы:

1. пределы применимости используемых методов расчета;

2. влияние точности дискретизации при моделировании величин;

3. возможность адекватного учета нелинейных явлений;

4. взаимно - однозначное соответствие поведения моделируемого устройства и реально существующего аналога.

Современным направлением в области построения систем передачи информации, несомненно, является переход от аналоговых к цифровым системам. Таким образом, тема диссертационной работы, посвященная компьютерному моделированию и анализу моделей многопользовательских радиотехнических систем передачи данных на базе хаотической динамики, является достаточно актуальной.

Целью работы является:

Построение математических моделей многопользовательских радиотехнических систем передачи данных с использованием свойств хаотических последовательностей, а так же численный анализ хаотической синхронизации и помехоустойчивости этих моделей.

Основные задачи диссертации вытекают непосредственно из ее цели:

1. Выбор и обоснование предпочтений в построение моделей генераторов хаотических колебаний и методов кодирования информации на основании спектрорасширяющих сигналов.

2. Создание модели системы передачи данных с хаотическим кодированием для последующего анализа ее свойств и возможности применения.

3. Анализ свойств хаотических сигналов с позиции возможности реализации многопользовательского доступа к данным.

4. Построение модели подсистемы синхронизации и адресации и определение методики установления ошибочности адресации и общей работоспособности для указанной подсистемы.

5. Разработка пакета программ для проведения численных экспериментов и проверки свойств предложенных моделей и методов.

Научная новизна диссертационной работы

В работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

1. Предложена математическая модель радиотехнической системы передачи данных с использованием потокового хаотического кодирования, на основе схемы с нелинейным подмешиванием.

2. Проведен анализ влияния внутренних параметров и внешнего шума на синхронизацию предложенной системы и возможность восстановления переданной информации.

3. Разработана структурная схема многопользовательской системы с адресацией с помощью широкополосных синхронизирующих хаотических маркеров, в которой возможно использование разделения кодера канала и информационного хаотического кодера.

4. Промоделирован численно процесс некогерентного приема хаотических синхронизирующих маркеров. Установлены пределы применимости подобного способа адресации и требования к параметрам подсистемы синхронизации.

5. Проведен анализ влияния детекторного эффекта во входных СВЧ усилителях на работоспособность декодеров канала в широкополосных системах с

хаотическим кодировании, а в частности на возможность синхронизации и обнаружении маркеров.

Основными положениями, выносимыми на защиту, являются:

1. Модель многопользовательской радиотехнической системы передачи данных с хаотическим кодированием, включающая подсистему одновременной синхронизации и адресации на основе некогерентиого приема хаотических маркеров.

2. Структурная схема модели синхронизатора для определения предназначения «свой - чужой» маркированных на основании вариации параметров хаотических генераторов пакетов.

3. Методика анализа влияния параметров системы и внешних факторов с целью оценки свойств, эффективности и адаптации работы системы.

4. Модель радиотехнической системы с разделением кодера канала и информационного кодера с возможностью использования влияния детекторного эффекта во входных СВЧ усилителях.

Практическая значимость работы

На основе разработанной модели радиотехнической системы передачи данных с использованием потокового хаотического кодирования можно исследовать свойства подобных систем. Полученные численные результаты могут быть применены для построения подобных систем и изучения свойств хаотической синхронизации для одномерных отображений более сложного вида. Созданные программные комплексы могут быть в дальнейшем использованы как материалы в учебных процессах для изучения не только свойств системы передачи информации, но и свойств хаотических сигналов, так как пакеты включают в себя возможность наглядного представления непосредственно корреляционных свойств последовательностей, генерируемых одномерными отображениями. Разработанный алгоритм некогерентного приема синхронизирующих хаотических маркеров может быть применен для создания полноцен- • ной системы адресации при пакетной асинхронной передаче в цифровых,сетях.

Апробация работы

Основные материалы по всем разделам диссертационной работы докладывались на следующих конференциях: X международной, научно-технической конференции "Радиолокация, навигация и связь" ВГУ (г. Воронеж, 2004); XI международной научно-технической конференции "Радиолокация, навигация и связь" ВГУ (г. Воронеж, 2005); симпозиуме по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии (г. Санкт - Петербург, 2005); всероссийской НПК «Охрана, безопасность и связь - 2005» Воронежский Институт МВД (г. Воронеж, 2005); XII международной научно-технической конференции "Радиолокация, навигация и связь" ВГУ (г. Воронеж, 2006); научной сессии ВГУ (г. Воронеж, 2006). Основные теоретические и практические результаты работы реализованы в виде алгоритмов, программ и блок-схем моделей и использовались при разработке программного обеспечения в группе компаний Голден Телеком на предприятиях ЗАО «Коминком - Черноземье» и Воронежском филиале ООО «СЦС Совинтел» (акт внедрения от «14» апреля 2006 г.); в ООО «Аргонавт - ПЛЮС» (акт внедрения от «14» апреля 2006 г.). Содержащиеся в работе научные результаты и комплексы программ были использованы в учеб-

ном процессе на кафедре РТС Воронежского института МВД России (акт внедрения от «19» мая 2006 г.) и Воронежского института высоких технологий (акт внедрения от «1» июня 2006 г.).

Публикации

Основные результаты диссертации опубликованы в 15 печатных работах, список публикаций приведен в конце автореферата.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 178 страницах машинописного текста (основной текст занимает 121 страницу), 32 иллюстраций на 27 листах, списка литературы из 121 наименований на 15 листах и приложения на 42 листах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель, приведены задачи исследования, научная новизна диссертационной работы и полученные результаты, дана краткая аннотация работы.

В первой главе — «Хаотические сигналы и их применение в широкополосных многопользовательских системах» дан теоретический обзор зарубежной и отечественной научной литературы по данной тематике и сделаны основные выводы о приоритетных направлениях развития. Рассматриваются перспективы использования хаотических сигналов в качестве спектрорасширяющих в широкополосных системах связи. Вначале дается подробный перечень отличительных свойств данных сигналов. Далее приводится анализ указанных свойств с позиции классической теории информации.

Дается библиографический обзор существующих генераторов по каждому направлению их изучения. На основании проведенного обзора делается вывод о важности использования численного моделирования и развития методологии и алгоритмизации этого процесса в данном направлении. Главными предпосылками к этому можно считать: развитие цифровой электроники и вычислительной техники; общее развитие генерации хаотических колебаний и появление понятия прецизионности генератора. Отдельно рассматриваются существующие подходы к моделированию всех видов хаотических генераторов.

Предварительный анализ существующего классического понятия синхронизация не подходит для определения «хаотической синхронизации». По этому в диссертационной работе рассматривается хаотическая синхронизация, которая характеризуется: полной и почти полной синхронизацией; обобщенной синхронизацией; фазовой синхронизацией. Особое внимание уделяется установлению количественной оценки наличия синхронного хаотического отклика в системах «ведущая-ведомая».

Дается сравнительный анализ существующих методов передачи информации и организации разделения канала с использованием хаотических широкополосных сигналов. На основе библиографического анализа делается вывод о наилучшей совместимости метода нелинейного подмешивания для средств потокового кодирования, данных с позиции требований к помехоустойчивости

(следующая итерация генерируемой последовательности создается с учетом введенного информационного сигнала), шифрации (возможно повторное кодирование), скорости (введение информации производиться на каждой итерации работы генератора), применимости в цифровых системах (кольцевая структура генератора). Также, отмечается метод маркерного доступа как возможный для реализации многопользовательского доступа. При этом было учтено отсутствие требований к изменению кольцевой структуры модели с нелинейным подмешиванием.

Вторая глава — «Построение моделей и разработка методов» посвящена описанию подходов к возможной реализации моделей многопользовательских систем передачи данных. Предлагаются математические модели и описываются их свойства с позиции классической теории информации.

Обосновывается выбор нелинейного подмешивания как метода ввода информации в хаотическую систему. Основой данного выбора служит отсутствие влияния на возможность синхронизации систем «ведущая-ведомая» вводимой информации для данного метода, поскольку сам хаотический сигнал генерируется под влиянием вводимого информационного сигнала. Из применения метода нелинейного подмешивания напрямую вытекает удобство в использовании, особенно на стадии моделирования, одномерных отображений,, описываемых рекурсивными формулами вида:

*„ = /<*„-../0. (О

где ц — вектор параметров. Подобные генераторы хаотических последовательностей как нельзя лучше подходят для использования в цифровых системах связи и не только легко реализуемы, но и легко управляемы программными средствами. Далее, для системы рис.1, описываемой:

,=/(/?**,.-,+(!-/?)**,,-,./О;

У. = Я« * г._, + (1 - а)*у„_1,Мг);

У.) (2)

0-/0 '

рассматривается возможность синхронизации при работе в канале с шумом.

Из ограниченности пропускной способности канала с шумом Ст1„ = X бит/с (Л - среднее значение производимой за итерацию в одномерном отображении информации) и использования моделей систем, требующих наличия синхронизации, вытекает наличие необходимого условия синхронного отклика в ведомой системе:

-. (3)

+ N К >

Теоретически внешний шум мощностью N в канале при мощности передаваемого от ведущей системы сигнала можно скомпенсировать обратной связью в ведомой системе, причем коэффициент связи а должен удовлетворять приведенному неравенству, но на практике это требует специальной организации передаваемой информации и бесконечного времени анализа, поскольку установлено лишь необходимое условие. Значит для идеального канала С — °о бит/с условие синхронизации будет выражаться в отсутствии обратной связи в ведомой системе или а — 1. Для неидеального канала будем иметь некоторый

коэффициент связи «„„■„ , такой что для всех а > атЫ в ведомой системе будет возможно с некоторой вероятностью получить синхронный хаотический отклик. Для отношения сигнал / канальный шум 2 в ДБ необходимое условие синхронизации имеет вид:

-!-(4)

' + ехр( - —)

Рис.1.Модель односторонней однопользовательской системы передачи информации с нелинейным подмешиванием

Далее, для схемы однонаправленной системы передачи данных рис.1, построенной на базе одномерных отображений, в качестве генераторов хаотических последовательностей, с нелинейным подмешиванием теоретически анализируется работа в канале с шумом и влияние собственных параметров системы. Для непосредственного построения моделей выявляются возможные ошибки при численном моделировании поведения систем. Указывается на необходимость нормировки при нелинейном подмешивании, что уже на стадии разработки алгоритма вносит некоторую неточность в восстановление информационной последовательности на приемной стороне. Такая нормировка необходима для соблюдения условия сохранения области значений, генерируемых одномерными отображениями с/без вводимой информации. С учетом этого предлагается применение отношения взвешенного уровня информационного сигнала в хаотической выходной смеси к канальному шуму X в качестве более информативной характеристики, нежели отношение сигнал / шум X при численном поведенческом моделировании. Из условий нормировки данное отношение в ДБ через отношение сигнал/шум в канале 2 в ДБ и весовой коэффициент р выражается как:

X = 10 * 1 - р)г * ехр( = 20 * 18( 1 - Л + г . (5)

Можно видеть что, при нормировке «реальное» отношение информационный сигнал / канальный шум значительно меньше отношения сигнал/шум в канале особенно при значениях Р близких к 1.

Следующим рассматривается реализация множественного доступа при от-, сутствии дополнительного «синхро - канала». Указывается возможность использования идентичной однопользовательской однонаправленной системы

передачи данных рис.1 для работы с множеством пользователей на основе асинхронной передачи данных. Основным свойством предложенной модели является ее применимость вне зависимости от вида используемого в системе одномерного отображения.

формирование пакета

Уе-

информация

Хп

-* прямое преобразование

хаотический генератор

выбор адресата:

О

передатчик

хаотический генератор

синхронизатор

У.

обратное преобразование

приемник

Рис.2. Блок схема модели многопользовательской системы передачи данных с синхронизирующими маркерами

Предлагается использование свойства хаотической синхронизации для некогерентного приема хаотических последовательностей (маркеров) и модель синхронизатора рис.3. Решение о принадлежности пришедшего пакета в Данном случае принимается на основании информации, заложенной с помощью вариации параметров отображения ^ в последовательности без подмешенной информации. При этом синхронизатор не должен находить вектор параметров ц каждого конкретного пакета, необходимо лишь определить предназначение пакета «свой - чужой». Свойства системы определяют возможность накопления информации и ее анализ. Из свойства «быстрой», но «слабой» (сильно зависимой от уровня шума в канале) синхронизуемое™ при применении в качестве генераторов одномерных отображений при неидеальном канале следует резкое уменьшение модуля разности \г„—у„\ в момент начала передачи «своего» пакета. На этой основе предложена простая структура синхронизатора, адаптированная для работы именно с одномерными отображениями в качестве генераторов, рис.3. Блок включает разность входной итерации и сгенерированной самой приемной стороной \г„-у„\, взятую по модулю. Далее производится пороговое сравнение полученной разности с некоторым уровнем ф-0. Очевидно, что возможный максимум параметра с/ связана с мощностью шума в канале. Выносится решение по правилу: '

Значения «0» и «1» суммируются для последовательности длиной т (длина маркера), достаточной для определения предназначения пакета «свой -чужой» с определенной степенью вероятности. Данный шаг реализует возможность накопления информации

для анализа. Полученное при суммировании значение к сравнивается с параметром Д на основании данного сравнения и вы-

носится решение о приеме или пропуске пакета по правилу: к>1 - пропуск пакета; к<! - прием пакета. .

прием пакета

Рис.З.Блок схема модели синхронизатора для некогерентного анализа маркеров

Параметр I не что иное, как учет безошибочности приема маркера и возможный максимум - 1тах = т. Предлагается некоторая адаптация приема маркеров с учетом различия начальных условий Х(Фуп передатчика и приемника. Первые несколько итераций можно пропустить без анализа в синхронизаторе для установления синхронного режима. Это незначительно увеличит длину маркера т, но, несомненно, уменьшит вероятность ошибок первого рода в подобной модели.

.Без изменения структуры блока можно определить начало «своего» пакета без создания дополнительного канала для «пилот — кодов». Достаточно проследить за выполнением условия приема пакета к<!. Данный способ требует просматривать весь поток информации с использованием окон длиной т, начиная с каждой итерации. Ошибки приема и пропуска пакетов очевидно в данном случае выше, чем для точной синхронизации систем «ведущий-ведомый» по моменту начал пакетов, кроме того, это требует обработки и хранения большего количества данных.

Модель синхронизатора также поддерживает применение в системе повторного кодирования с целью увеличения количества конечных пользователей и повышения защищенности системы от несанкционированного доступа. Наряду с этим рассматривается универсальность подхода к маркерной адресации с использованием хаотической синхронизации. Предлагается применен пение проверочных кодов для коррекции ошибок без изменения структуры синхронизатора рисЛ. — известная(ые) на приемной стороне последователь-ность(и) или последовательности с введенной информацией в качестве маркеров. Тогда условие первого порогового сравнения:

И

-9. |<

IН *"\0.рУ' -ч- > *

(7)

В третьей главе — «Моделирование односторонней системы передачи данных с нелинейным подмешиванием» приведены данные о построении численной модели многопользовательской системы рис.2, на основе асинхронной передачи данных с использованием хаотических маркеров и синхронизатора

рис.3 на языке программирования С++. При этом первоначально анализировалась однопользовательская модель рис.1 с целью получения экспериментальных данных непосредственно о качестве передачи информации в неидеальном канале и о влиянии собственных параметров. Пример работы программного комплекса при моделировании некогерентного приема представлен на рис.4. -----------'.Л: ■

МММ шттшшшшштш^ т оит !

* ..........-...............— -............-......,1 г иоп«п ||||11| • 9 •«М-Цмч И0Л«31

......... ¡1 1

1 !

Я. Н> *в9Т0*эТ»М

Рис.4. Пример работы программного комплекса при моделировании некогерентного приема синхронизирующих хаотических маркеров

Описываются построение однопользовательской модели рис.1 и предварительные численные эксперименты с целью установления возможной синхронизации в подобной системе приемника и передатчика. Было установлено, что модель системы весьма чувствительна к воздействию внешних помех и работоспособна лишь при низком уровне канального шума 2>100 ДБ. Работоспособность здесь понимается с позиции требования установления полной или почти полной хаотической синхронизации. Наблюдается так же явление отсутствия возможности «полной» синхронизации, но уровень 77 = - 60 ДБ (для малых уровней шума) соответствовал такому же для подобных моделей, описанных в литературе. В качестве численной оценки использовались взвешенный уровень шума рассинхронизации тр

<*<02> р, ' ^ и коэффициент корреляции Л:

К К„(х,у)

-у/О^х.х)* Ои(У,У)' кЛ-г.дО = >)*(^„-<>-. >); (9)

д* (*.*) = Е< >)*(*.- < >):

Р Л>)* 0\- < у, ». для последовательностей х„ и у„ , ведущей и ведомой систем соответственно. Как показал численный эксперимент уровень синхронизации в модели может быть повышен «правильным» выбором уровня обратной связи в ведомой сис-

теме в соответствии с теоретическим максимумом, установленном в главе 2. Так же, был установлен порог синхронизации систем «ведущая-ведомая» для неидентичных параметров хаотических генераторов на передающей и приемной сторонах соответственно. Для использованного при моделировании tent отображения единичного отрезка прямой в себя: х

—-; при О S х„ £ а\ (1 - х.) • 0°)

«полная» рассинхронИзация систем «ведущая-ведомая» (коэффициент корреляции Л<0.1 для последовательностей х„ и у„~) наступала уже при относительном ^Изменении параметра указанного отображения на 1.5%. Что очевидно говорило о возможности применения хаотических последовательностей в качестве маркеров, а; параметров отображений - в качестве ключей адресации. При этом было установлено, что для определенного, небольшого изменения значения параметра отображения в приемнике относительно того же в передатчике возможно добиться лишь определенного уровня «слабой» синхронизации, что дает определенные предпосылки к использованию подобной адресации в многоранговых системах доступа к данным.

Далее рассматривается построение и численный анализ йногопользова-тельской системы рис.2 с асинхронной передачей данных и использованием хаотических маркеров и синхронизатора рис.3. На основе исследований о возможности синхронизации в расстроенных относительно друг друга передатчике и приемнике были проведены численные эксперименты по некогерентному приему хаотических маркеров. Было установлено, что:

• определенный уровень синхронизации (точности адресации), обусловленный только уровнем канального шума, достигается даже при малой длине маркеров (л7„,„=25);

• адаптивная подстройка параметров синхронизатора дает возможность даже для достаточно высоких уровней канального шума Z=60 ДБ выбирать из асинхронной последовательности все «свои» пакеты при ограниченной ошибке второго рода (примерно 20% от количества «своих» пакетов в серии). В частности, предложен пропуск нескольких первоначальных итераций для снижения первоначального рассогласования передатчика и приемника;

• введение на приемной стороне наилучшей с позиции синхронизации обратной связи в целом положительно влияет на точность адресации, несмотря на некоторое, некритичное увеличении ошибки второго рода.

Система рис.2 может найти применение в цифровой среде или при включении в нее кодера и декодера канала на передающей и приемной сторонах соответственно. Важнейшими положительными особенностями подобной системы, исходя из проведенного численного моделирования, можно считать:

• действительную одновременную синхронизацию и адресацию пакетов именно по принятым данным;

• применение одного и того же устройства (хаотического генератора) для кодового разделения канала и передачи информации;

1 • 13;

• наличие кодирования информации с некоторым уровнем защищенности от несанкционированного доступа;

• главным здесь можно считать сохранение синтетического подхода к реализации системы передачи данных на уровне моделирования и далее.

В конце главы анализировалось влияние коэффициента нормирования ¡3 на возможность восстановления информации на приемной стороне. При этом отмечалось, очевидное улучшение качества передачи для высоких уровней информационного сигнала в хаотической смеси на выходе передатчика и адаптивного управления уровнем собственного сигнала с помощью обратной связи в приемнике. Наилучшим можно считать случай максимально возможного уровня информационного сигнала с позиции скрытности передачи в хаотической смеси на выходе передатчика ¡3 = 0,98. Для нивелирования комплексного взаимосвязанного влияния отношения сигнал / канальный шум Z и параметра /? использовалось отношение уровень информационного сигнала в хаотической смеси / канальный шум X.

В четвертой главе — «Моделирование влияния детекторного эффекта на работу декодера канала для широкополосной многопользовательской систем» был рассмотрен эффект детектирования в СВЧ входных усилителях на GaAs ПТШ и его применение для возможности синхронизации в многопользовательских системах передачи информации. ••■■..

Описан метод разделения информационного кодера и кодера канала, информационного декодера и декодера канала для приемной стороны соответственно. Главной целью такого деления определено обеспечение требования помехоустойчивости для определенного набора свойств канала. - Модель системы, предложенная в главе два и анализируемая в главе три, как показали численные эксперименты, достаточно чувствительна к канальному шуму. Показан набор требований, которые, должны предъявляются к кодеру канала с целью общей работоспособности системы. Проанализирована Связь хаотического кодера и кодера канала, хаотического декодера и декодера канала соответственно, в результате было установлено, что построение кодера (декодера) канала определено используемым в хаотическом кодере видом сигнала.

Были проведены и описаны численные эксперименты в пакетах схемотехнического анализа Ansoft Serenade и OrCAD. Были предложены для последующего моделирования входные, СВЧ усилители. На основе проведения численных экспериментов установлено, что модели Materka и PSpice GaAs ПТШ достаточно точно описывают «тонкие» эффекты в том числе эффект детектирования. Влияние эффекта детектирования в численных экспериментах в нелинейных режимах, работы входных усилителей сводилось к появлению в спектре сигнала низкочастотных составляющих, соответствующих входному моделирующему сигналу. Полученные данные были. проанализированы с позиции совпадения с ранее опубликованными экспериментами* Было показано хорошее как качественное, так и количественное соответствие действия эффекта с экспериментальными данными, что говорит о работоспособности моделей транзисторов Materka и PSpice GaAs ПТШ в нелинейных режимах работы.

■Дается обобщенный анализ применимости детекторного эффекта в подсистемах синхронизации на уровне кодера канала. Указывается на возможность моделирования с целью последующего использования1 действия данного эффекта во входных СВЧ усилителях в программных пакетах Ansoft Serenade и OrCAD. .,,.,

В заключении сформулированы основные выводы и результаты непосредственно по всей проделанной работе.

В приложениях приведены коды и описание комплексов программ, построенных по моделям и алгоритмам, описанным в главе 2, используемых для анализа в главах 3-4.

: ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Не} основе проведения моделирования и анализа многопользовательских радиотехнических систем передачи данных с хаотическим кодированием можно сделать ряд наиболее значимых выводов и рекомендаций:

1. Выбран метод нелинейного подмешивания для ввода информации и метод маркерного доступа для кодового разделения канала.

2. Произведен теоретический анализ возможности синхронизации в модели с нелинейным подмешиванием и одномерным отображением в качестве хаотического генератора. Установлено влияние обратной связи в приемнике на возможность синхронизации при наличии внешних помех в канале.

3. Установлено возможное отрицательное влияние некоторых параметров модели. В частности требование к низкому уровню информационного сигнала в хаотической смеси снижает помехоустойчивость при восстановлении сигнала. Данное утверждение было проверено в численном эксперименте.

4. Предложена и реализована программно модель многопользовательской системы передачи данных с использованием хаотических синхронизирующих широкополосных маркеров.

5. Установлено на основании численного эксперимента с применением созданного программного пакета, что метод некогерентного приема хаотических маркеров для предложенной модели синхронизатора работоспособен при низких уровнях канального шума 2Г> 100 ДБ.

6. Предложены и проверены методы адаптивной подстройки параметров синхронизатора для уменьшения ошибок первого и второго рода. Пропуск первых нескольких итераций маркерных последовательностей обеспечил отсутствие действия начального рассогласования на ошибку первого рода. Адаптивная подстройка параметров синхронизатора понизила (практически нивелировала) ошибку первого рода для низких уровней шума при незначительном увеличении ошибки второго рода.

7. Обоснована и рассмотрена возможность использования метода разделения кодера канала и хаотического информационного кодера в предложенных моделей для обеспечения определенной помехоустойчивости.

8. Произведено моделирование СВЧ усилителей на базе Materka и PSpice моделей полевых GaAs транзисторов с затвором Шотки в пакетах схемотехнического анализа Ansoft Serenade и OrCAD с целью определения применимости указанных моделей для анализа влияния детекторного эффекта.

9. Установлено наличие и хорошее соответствие влияния эффекта детектирования на работу выше указанных моделей усилителей с экспериментальными данными, что позволяет говорить о возможности применения программных пакетов схемотехнического моделирования Ansoft Serenade и OrCAD для подобных целей.

10. Предложено применение детекторного эффекта во входных СВЧ усилителях при нелинейном режиме работы в подсистемах синхронизации.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Бобрешов A.M. Использование сверхдлинных псевдослучайных последовательностей в системах связи шумоподобными сигналами / A.M. Бобрешов, М.А. Браташов, A.B. Дыбой, С.В.Харин // Радиолокация, навигация и связь: X международная, научно-техническая конференция, 12-14 апреля 2004 г. - Воронеж, 2004. - Т.2. - С.867-373.

2. Бобрешов A.M. Детекторный эффект в моделях СВЧ усилителей на основе полевых GaAs транзисторов с затвором Шотки / А.М.Бобрешов, C.B. Харин, Г.К. Усков, A.B. Дыбой // Радиолокация, навигация и связь: XI международная, научно-техническая конференция, 12-14 апр.2005 г. - Воронеж, 2005.

- Т.1. - С.364-370.

3. Бобрешов A.M. Моделирование выходных усилительных каскадов на полевых транзисторах средней мощности в СВЧ диапазоне с учетом ЭМС / A.M. Бобрешов, Г.К. Усков, C.B. Харин, A.B. Дыбой // 6-й Международный симпозиум по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии: материалы симп., 21-24 июня 2005 г. — СПб., 2005. - С.200-203.

4. Бобрешов A.M. Моделирование влияния эффекта детектирования на работу СВЧ усилительных каскадов / A.M. БобреШов, C.B. Харин, Г.К. Усков, A.B. Дыбой // 6-й Международный симпозиум по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии: материалы симп., 21-24 июня 2005 г. — СПб., 2005. - С.203-205.

5. Бобрешов A.M. Влияние эффекта детектирования на работу PSpice модели СВЧ усилителя / А.М.Бобрешов, C.B. Харин, Г.К. Усков, А.В.Дыбой // Радиолокация, навигация и связь: XII международная, научно-техническая конференция, 18-20 апр. 2006 г. - Воронеж, 2006. - Т.2. - С. 1223-1228.

6. Воробьев A.M. Влияние собственных параметров на уровень синхронизации в работе моделей систем передачи данных на основе нелинейного подмешивания / A.M. Воробьев, C.B. Харин // Радиолокация, навигация и связь: XII международная, научно-техническая конференция, 18-20 апр. 2006 г.

- Воронеж, 2006. - Т.2. - С.758-763.

7. Бобрешов A.M. Метод и устройство испытаний стойкости полевых транзисторов к импульсным перегрузкам / A.M. Бобрешов, А.В.Дыбой, Ю.И. Китаев, Ю.Н. Нестеренко, Г.К. Усков, C.B. Харин // Радиолокация, навигация и связь: XII международная, научно-техническая конференция, 18-20 апр. 2006 г.

- Воронеж, 2006. - Т.2. - С. 1237-1243.

8. Харин C.B. Влияние внешнего шума на прием хаотических маркеров / C.B. Харин, A.M. Воробьев, В.И. Костылев // Вестник Воронежского института МВД России. - 2005. - № 6.- С. 118-122.

9. Харин C.B. Моделирование работы синхронизатора в многопользовательской хаотической системе передачи данных / С.В.Харин, A.M. Воробьев,

B.И. Костылев // Вестник Воронежского института МВД России. - 2005. - № 6.-

C. 130-134.

10. Бокова О.И. Применение хаотических последовательностей в подсистемах синхронизации при асинхронной передаче данных / О.И.Бокова, C.B. Харин, A.M. Воробьев, В.И. Костылев // Вестник Воронежского института МВД России. - 2005. - № 6.- С. 135-139.

11. Бокова О.И. Восстановление информации при потоковом хаотическом кодировании в системах передачи данных / О.И. Бокова, C.B. Харин // Вестник Воронежского института МВД России. - 2005. - № 6.- С. 123-126.

12. Харин C.B. Качество адресации в системах с использованием хаотических маркеров / C.B. Харин // Вестник Воронежского института МВД России. - 2005. - № 6.- С. 127-129.

13. Харин C.B. Модель синхронизатора и адаптация параметров адресации при использовании хаотических маркеров / C.B. Харин // Всероссийская НПК «Охрана, безопасность и связь - 2005»: Сборник материалов. Часть 3. -Воронеж: Воронежского института МВД России, 2005. - С.81.

14. Бокова О.И. Моделирование некогерентного приема хаотических маркеров в многопользовательских системах передачи данных / О.И.Бокова, C.B. Харин //Наука - производству. - 2006. - №3.- С. 52- 54.

15. Бокова О.И. Учет влияния внешних факторов на возможность синхронизации в широкополосных системах передачи данных с нелинейным подмешиванием. / О.И.Бокова, A.B. Наумец, C.B. Харин // Наука - производству. -2006.-№3.-С. 55-57.

Подписано в печать 22.08.2006 г. Формат 60 х 84 Vie. Усл.-печ. л. 0,93. Тираж 100 экз. Заказ № 193.

Типография Воронежского института МВД России 394065 Воронеж, просп. Патриотов, 53

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I: ХАОТИЧЕСКИЕ СИГНАЛЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ШИРОКОПОЛОСНЫХ МНОГОПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИХ СИСТЕМАХ

1.1. Спектрорасширяющие хаотические сигналы (последовательности).

1.2. Генерация хаотических сигналов (последовательностей).

1.3. Синхронизация в широкополосных системах связи с шумоподобными сигналами. 1.4. Методы передачи информации с использованием широкополосных хаотических сигналов.

Актуальность темы

В последнее время проявляется большой интерес к широкополосным многопользовательским системам связи, которые имеют определенные преимущества в сравнении с классическими узкополосными системами. Наиболее часто выделяют следующие преимущества широкополосных систем:

• возможность работы в сильно зашумленном канале (отношение сигнал/шум невелико);

• устойчивость по отношению к многолучевому распространению сигнала в условиях города и связанные с этим эффекты (интерференция);

• возможность восстановления информации при частичной потере или искажении передаваемого сигнала;

• корреляционные свойства используемых сигналов позволяют маскировать передаваемое сообщение на фоне шумов.

Способы построения таких систем связи разрабатываются уже достаточно давно [1, 2, 88], некоторые из них реализованы на практике (например, системы многопользовательской связи CDMA). Структуру системы связи с расширением спектра, а также во многом качество ее работы, определяют следующие факторы:

• выбор спектрорасширяющих сигналов (последовательностей);

• алгоритм синхронизации передатчика и приемника;

• используемые приемником алгоритмы обработки сигналов.

С недавнего времени хаотические сигналы стали широко рассматриваться в качестве возможных, расширяющих спектр в системах передачи информации [13]. Причинами этого могут служить, прежде всего, накопление информации о генерации подобных сигналов [8 - 19, 21, 23, 26 -28, 30-49, 62 - 65, 70, 72, 75 - 85] и разработке методов синхронизации подобных генераторов [3, 5, 48, 49, 51 - 54]. С другой стороны ведутся разработки о возможных подходах к методам ввода информации в системах с применением хаотических сигналов [6, 11 - 22, 44 - 51, 55 - 60, 62 - 65]. Иным подходом является применение свойств хаотических сигналов с целью реализации множественного доступа [10,13 - 17,19,43 - 50, 87].

Данный этап общего развития направления можно охарактеризовать как этап построения моделей, структурных схем и численного анализа реализуемых в будущем систем. При этом необходимо заметить, что в настоящее время неотъемлемой частью процесса разработки любых электронных устройств является этап моделирования, в процессе которого производится математический расчет и оптимизация предполагаемых характеристик прибора. Основной задачей является не только задание параметров в процессе компьютерного синтеза, но получение результатов максимально соответствующих реальным характеристикам. Точность теоретических результатов зависит в основном от метода расчета, а также от выбора эквивалентных схем элементной базы проекта. В пределах решаемой задачи необходимо учитывать следующие факторы:

• пределы применимости используемых методов расчета;

• влияние точности дискретизации при моделировании различных величин;

• возможность адекватного учета нелинейных явлений с помощью имеющихся моделей;

• взаимно - однозначное соответствие поведения моделируемого устройства и реально существующего аналога.

Современной направлением в области построения систем передачи информации, несомненно, является переход от аналоговых к цифровым системам. Данная тенденция поддерживается и в отношении применения хаотических сигналов (последовательностей) [10 - 19, 42 - 48, 62 - 65, 72, 70, 81 - 85], что, очевидно, еще более укрепляет необходимость использования компьютерного моделирования и процессорной техники в целом и для данных целей.

Целью работы является:

Построение математических моделей многопользовательских радиотехнических систем передачи данных с использованием свойств хаотических последовательностей, а так же численный анализ хаотической синхронизации и помехоустойчивости этих моделей.

Основные задачи диссертации вытекают непосредственно из ее целей:

1. Выбор и обоснование предпочтений в построение моделей генераторов хаотических колебаний и методов кодирования информации на основании спектрорасширяющих сигналов.

2. Создание модели системы передачи данных с хаотическим кодированием для последующего анализа ее свойств и возможности применения.

3. Анализ свойств хаотических сигналов с позиции возможности реализации многопользовательского доступа к данным.

4. Построение модели подсистемы синхронизации и адресации и определение методики установления ошибочности адресации и общей работоспособности для указанной подсистемы.

5. Разработка пакета программ для проведения численных экспериментов и проверки свойств предложенных моделей и методов.

Научная новизна диссертационной работы

В работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

1. Предложена математическая модель радиотехнической системы передачи данных с использованием потокового хаотического кодирования, на основе схемы с нелинейным подмешиванием.

2. Проведен анализ влияния внутренних параметров и внешнего шума на синхронизацию предложенной системы и возможность восстановления переданной информации.

3. Разработана структурная схема многопользовательской системы с адресацией с помощью широкополосных синхронизирующих хаотических маркеров, в которой возможно использование разделения кодера канала и информационного хаотического кодера.

4. Промоделирован численно процесс некогерентного приема хаотических синхронизирующих маркеров. Установлены пределы применимости подобного способа адресации и требования к параметрам подсистемы синхронизации.

5. Проведен анализ влияния детекторного эффекта во входных СВЧ усилителях на работоспособность декодеров канала в широкополосных системах с хаотическим кодировании, а в частности на возможность синхронизации и обнаружении маркеров.

Основными положениями, выносимыми на защиту, являются:

1. Модель многопользовательской радиотехнической системы передачи данных с хаотическим кодированием, включающая подсистему одновременной синхронизации и адресации на основе некогерентного приема хаотических маркеров.

2. Структурная схема модели синхронизатора для определения предназначения «свой - чужой» маркированных на основании вариации параметров хаотических генераторов пакетов.

3. Методика анализа влияния параметров системы и внешних факторов с целью оценки свойств, эффективности и адаптации работы системы.

4. Модель радиотехнической системы с разделением кодера канала и информационного кодера с возможностью использования влияния детекторного эффекта во входных СВЧ усилителях.

Практическая значимость работы

На основе разработанной модели радиотехнической системы передачи данных с использованием потокового хаотического кодирования можно исследовать свойства подобных систем. Полученные численные результаты могут быть применены для построения подобных систем и изучения свойств хаотической синхронизации для одномерных отображений более сложного вида. Созданные программные комплексы могут быть в дальнейшем использованы как материалы в учебных процессах для изучения не только свойств системы передачи информации, но и свойств хаотических сигналов, так как пакеты включают в себя возможность наглядного представления непосредственно корреляционных свойств последовательностей, генерируемых одномерными отображениями. Разработанный алгоритм некогерентного приема синхронизирующих хаотических маркеров может быть применен для создания полноценной системы адресации при пакетной асинхронной передаче в цифровых сетях.

Апробация работы

Основные материалы по всем разделам диссертационной работы докладывались на следующих конференциях: X - ой международной научнотехнической конференции "Радиолокация, навигация и связь" ВГУ (г. Воронеж, 2004); XI - ой международной научно-технической конференции "Радиолокация, навигация и связь" ВГУ (г. Воронеж, 2005); симпозиуме по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии (г. Санкт -Петербург, 2005); всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы борьбы с преступностью» Воронежский Институт МВД (г. Воронеж, 2005); XII - ой международной научно-технической конференции "Радиолокация, навигация и связь" ВГУ (г. Воронеж, 2006); научной сессии ВГУ (г. Воронеж, 2006).

Основные теоретические и практические результаты работы реализованы в виде алгоритмов, программ и блок-схем моделей и использовались при разработке программного обеспечения в группе компаний Голден Телеком на предприятиях ЗАО «Коминком - Черноземье» и Воронежском филиале ООО «СЦС Совинтел» (акт внедрения от «14» апреля 2006 г.); в ООО «Аргонавт - ПЛЮС» (акт внедрения от «14» апреля 2006 г.). Содержащиеся в работе научные результаты и комплексы программ были использованы в учебном процессе на кафедре РТС Воронежского института МВД России (акт внедрения от «19» мая 2006 г.) и Воронежского института высоких технологий (акт внедрения от «1» июня 2006 г.).

Публикации

Основные результаты диссертации опубликованы в 15 печатных работах [106-121].

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 178 страницах машинописного текста (основной текст занимает 121 страницу), 32 иллюстраций на 27 листах, списка литературы из 121 наименований на 15 листах и приложения на 42 листах.

4.4. Основные выводы и результаты

1) Предложен метод разделения кодера канала и хаотического информационного кодера информационного декодера и декодера канала для приемной стороны соответственно. Главной целью такого деления определено обеспечение требования помехоустойчивости для определенного набора свойств канала.

2) Показан набор требований, которые должны предъявляются к кодеру канала с целью общей работоспособности системы. Проанализирована связь хаотического кодера и кодера канала, хаотического декодера и декодера канала соответственно, в результате было установлено, что построение кодера (декодера) канала определено используемым в хаотическом кодере видом сигнала.

3) Проведены и описаны численные эксперименты в пакетах схемотехнического анализа Ansoft Serenade и OrCAD. Были предложены для последующего моделирования входные СВЧ усилители. На основе проведения численных экспериментов установлено, что модели Materka и PSpice GaAs ПТШ достаточно точно описывают «тонкие» эффекты в том числе эффект детектирования. Полученные данные были проанализированы с позиции совпадения с ранее опубликованными экспериментами. Была показана возможность эффективного исследования на базе указанных моделей.

4) Указывается на возможность моделирования с целью последующего использования действия детекторного эффекта во входных СВЧ усилителях в программных пакетах Ansoft Serenade и OrCAD в декодере канала на приемной стороне.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе проведения моделирования и анализа на основе изучения теоретического материала и создания программных комплексов были получены определенные данные. Опираясь на указанные данные, касающиеся как построения моделей и алгоритмов, так и численных экспериментов, можно дать ряд наиболее значимых результатов и выводов:

1) На основе анализа существующих способов передачи данных с использованием хаотических сигналов для моделирования и последующего анализа был выбран метод нелинейного подмешивания для ввода информации и метод маркерного доступа для кодового разделения канала.

2) Был произведен теоретический анализ возможности синхронизации в модели с нелинейным подмешиванием и одномерным отображением в качестве хаотического генератора. Из классической теории информации установлено влияние обратной связи в приемнике на возможность синхронизации при наличии внешних помех в канале.

3) Было установлено возможное отрицательное влияние некоторых параметров модели. В частности требование к низкому уровню информационного сигнала в хаотической смеси снижает помехоустойчивость при восстановлении сигнала. Данное утверждение было проверено в численном эксперименте.

4) Была предложена и реализована программно модель многопользовательской системы передачи данных с использованием хаотических синхронизирующих широкополосных маркеров.

5) Было установлено на основании численного эксперимента с применением созданного программного пакета, что метод некогерентного приема хаотических маркеров для предложенной модели синхронизатора работоспособен при низких уровнях канального шума 2> 100 ДБ.

6) Предложены и проверены методы адаптивной подстройки параметров синхронизатора для уменьшения ошибок первого и второго рода. Пропуск первых нескольких итераций маркерных последовательностей обеспечил отсутствие действия начального рассогласования на ошибку первого рода. Адаптивная подстройка параметров синхронизатора понизила (практически нивелировала) ошибку первого рода для низких уровней шума при незначительном увеличении ошибки второго рода.

7) Обоснована и рассмотрена возможность использования метода разделения кодера канала и хаотического информационного кодера в предложенных моделей для обеспечения определенной помехоустойчивости.

8) Произведено моделирование СВЧ усилителей на базе Materka и PSpice моделей полевых GaAs транзисторов с затвором Шотки в пакетах схемотехнического анализа Ansoft Serenade и OrCAD с целью определения применимости указанных моделей для анализа влияния детекторного эффекта.

9) Установлено наличие и хорошее соответствие влияния эффекта детектирования на работу выше указанных моделей усилителей с экспериментальными данными, что позволяет говорить о возможности применения программных пакетов схемотехнического моделирования Ansoft Serenade и OrCAD для подобных целей.

10) Предложено применение детекторного эффекта во входных СВЧ усилителях при нелинейном режиме работы в подсистемах синхронизации.

1. Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами / Л.Е.Варакин. М.: Радио и связь, 1985. - 362 с.

2. Диксон Р.К. Широкополосные системы / Р.К. Диксон; под ред. В.И. Журавлева М.: Связь, 1979. - 304с.

3. Пиковский А. Синхронизация. Фундаментальное нелинейное явление /А. Пиковский, М. Розенблюм, Ю. Курте. М.: Техносфера, 2003. -496с.

4. Анищенко B.C. Сложные колебания в простых системах / В.С.Анищенко. М.: Наука, 1990. - 310с.

5. Капранов М.В. Теория колебаний радиотехнике / М.В. Капранов, В.Н.Кулешов, Г.М. Уткин. — М.: Наука, 1984. 368с.

6. Дмитриев А.С. Передача сообщений с использованием хаоса и классическая теория информации / А.С. Дмитриев, С.О. Старков // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 1998. -№11.- С.4-32.

7. Рытов С.М. Введение в статистическую радиофизику / С.М. Рытов. -М.: Наука, 1976.-568с.

8. Дмитриев А.С. Стохастические колебания в радиофизике и электронике / А.С. Дмитриев, В.Я. Кислов. М.: Наука, 1989. - 280с.

9. Мун Ф. Хаотические колебания / Ф. Мун. М.: Мир, 1990. - 312с.

10. Хаслер М. Достижения в области передачи информации с использованием хаоса / М. Хаслер // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 1998. - №11. - С.33-43.

11. Шалфеев В.Д. Динамический хаос в ансамблях связанных фазовых систем / В.Д. Шалфеев, В.В. Матросов, М.В. Коршнова // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 1998. -№11.-С.44-56.

12. Тратас Ю.Г. Применение методов статистической теории связи к задачам приема хаотических колебаний / Ю.Г. Тратас// Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 1998. -№11. - С.57-80.

13. Дмитриев А.А. Кодирование информации на основе динамического хаоса / А.А. Дмитриев, Ю.В. Андреев, А.Г. Булушев // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 2000. -№11. - С.27-33.

14. Старков С.О. Многопользовательские системы связи с применением динамического хаоса / С.О. Старков, В. Шварц, А. Абель // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 2000. - №11. - С.34-47.

15. Бельчинская С.Г. Погрешности восстановления сигналов при передаче сообщений путем модуляции параметров хаотических последовательностей / С.Г. Бельчинская, О.Я. Бутковский,

16. М.В.Капранов, Ю.А. Кравцов, А.Г. Морозов, Е.Д. Суровяткина // Радиотехника и электроника. 2003. - Т.48. - №3. - С.318-327.

17. Максимов Н.А. Однотранзисторный генератор полосовых хаотических сигналов радиодиапазона / Н.А. Максимов, А.И. Панас // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 2000. - №11.- С.61-69.

18. Дмитриев А.С. Динамический хаос как парадигма современных систем связи / А.С. Дмитриев, А.И. Панас, С.О. Старков // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 1997. -№10. - С.4-26.

19. Андреев Ю.В. Хаотические процессоры / Ю.В. Андреев, А.С.Дмитриев // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 1997. - №10. - С.50-79.

20. Шалфеев В.Д. Хаотические колебания, генерация, синхронизация, управление / В.Д. Шалфеев, В.Г. Осипов, А.К. Козлов, А.Р.Волконский // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 1997. - №10. - С.27-49.

21. Дмитриев А.С. Эксперименты по передаче информации с использованием хаоса через радиоканал / А.С. Дмитриев, Л.В.Кузьмин, А.И. Панас, С.О. Старков // Радиотехника и электроника. 1998. - Т.43. - №9. - С.1115-1128.

22. Кяргинский Б.Е. Генераторы на биполярных транзисторах различной мощности / Б.Е. Кяргинский // Электронная техника. Сер. СВЧ -техника. 1993. - Вып.3(457). - С.3-7.

23. Матросов В.В. Регулярные и хаотические автоколебания фазовой системы / В.В. Матросов // Письма в ЖТФ. 1996. - Т.22. - Вып.23. -С.4-8.

24. Кальянов Э.В. Синхронные и стохастические автоколебания в транзисторном генераторе СВЧ С запаздывающей обратной связьюпри параметрическом воздействии внешней силы / Э.В. Кальянов // Радиотехника и электроника. 1987. - Т.32. - №4. - С.784-791.

25. Арансон И.С. Возникновение стохастической автомодуляции в СВЧ -автогенераторе с ферритовым резонатором / И.С. Арансон, Д.А.Павлов // Письма в ЖТФ. 1987. - T.l 1. - №16. - С.993-996.

26. Анищенко B.C. Экспериментальное исследование механизма возникновения и структуры странного аттрактора в генераторе с инерционной нелинейностью / B.C. Анищенко, В.В. Астахов // Радиотехника и электроника. 1983. - Т.28. - №6. - С.1109-1114.

27. Кац В.А. Возникновение хаоса при разрушении квазипериодических режимов и переходе через перемежаемость в распределенном генераторе с запаздыванием / В.А. Кац, Д.И. Трубецков. // Письма в ЖЭТФ. 1984. - Т.39. - №3. - С. 116-119.

28. Капранов М.В. Управляемые генераторы хаотических колебаний на базе систем фазовой синхронизации / М.В. Капранов, В.Г. Чернобаев // Радиотехнические тетради. 1998. - №15. - С.86-90.

29. Камышев А.В. Регулярные и стохастические режимы в автономной динамической системе с полутора степенями свободы / А.В. Камышев // Физическая мысль России. 1995. - №4. - С.26-42.

30. Carcais J. Chaos and reverse bifurcations in RLC circuit / J. Carcais, R.Dilao, A. Noronka da Costa // Phys. Lett. A. 1983. - Vol.93. - №5. -P.213-216.

31. Linsay P.S. Period doubling and chaotic behavior in a driven anharmonic oscillator / P.S. Linsay // Phys. Rev. Lett. 1981. - Vol.47. - №12. -P.1349-1352.

32. Анищенко B.C. Бифуркационные явления в автостохастическом генераторе при внешнем регулярном воздействии / B.C. Анищенко, В.В. Астахов //ЖТФ. 1983. - Т.53. - №11. - С.2165-2170.

33. Анищенко B.C. Эффекты синхронизации и бифуркации синхронных и квазипериодических колебаний в неавтономном генераторе / В.С.Анищенко, Т.Е. Летчфорд, М.А. Сафонова // Изв. вузов. Радиофизика. 1985. - Т.28. - №9. - С.1112-1125.

34. Анищенко B.C. Разрушение квазипериодических колебаний и хаос в диссипативных системах / B.C. Анищенко // ЖТФ. 1986. - Т.56. -№2. - С.225-237.

35. Базаева Л.Г. Исследование хаотической модуляции колебаний в генераторе с инерционной нелинейностью при параметрическом внешнем воздействии / Л.Г. Базаева, Л.Н. Капцов, П.С. Ланда // Радиотехника и электроника. 1987. - Т.32. - №3. - С.647-650.

36. Кузнецов Ю.И. Синхронизация в системах со странным аттрактором / Ю.И. Кузнецов, И.И. Минакова, Е.Н. Дудник и др. // Вестник МГУ. Физика, астрономия. 1983. - Т.24. - №4. - С.84-87.

37. Ланда П.С. Синхронизация хаотических колебаний в системе Маккея-Гласса / С.М. Перминов, П.С. Ланда // Изв. вузов. Радиофизика. -1987. Т.ЗО. - №4. - С.437-439.

38. Белогорцев А.Б. Об условиях возбуждения стохастических колебаний в нелинейном колебательном контуре / А.Б. Белогорцев, Д.М. Ваврив, Б.А. Калугин//ЖТФ. 1987. - Т.57. -№3. - С.559-561.

39. Chrostowski J. Serf-pulsing and chaos in acoustooptic bistability / J.Chrostowski, R. Vallee, C. Delisle // Canad. J. Phys. 1983. - Vol.61. -№8.-P.l 143-1148.

40. Fitrh W.J. Oscillation and chaos in a Fabry-Perot bistable cavity with Gaussian input beam / W.J. Fitrh, E.M. Wright // Phys. Lett. 1982. -Vol.92.-№5. p.211-216.

41. Derstine M.W. Bifurcation gap in a hybrid optically bistable system / M.W. Derstine, H.M. Gibbs, F.A. Hopf, D.L. Kaplan // Phys. Rev. A. -1982. Vol.26. - №6. - P.3720-3722.

42. Дмитриев А.С. Перспективы создания прямо хаотических систем связи в радио и СВЧ - диапазонах // А.С. Дмитриев, Б.Е.Кяргинский, Н.А. Максимов, А.И. Панас, С.О. Старков // Радиотехника. - 2000. -№3. - С.9-20.

43. Дмитриев А.С. Прямохаотические схемы передачи информации в сверхвысокочастотном диапазоне / А.С. Дмитриев, Б.Е. Кяргинский, А.И. Панас, С.О. Старков // Радиотехника и электроника. 2001. -Т.46. - №2. - С.224-233.

44. Дмитриев А.С. Квазикорреляционный прием хаотических сигналов / А.С. Дмитриев, Г.А. Касьян, JI.B. Кузьмин // Радиотехника. 2003. -№8. - С.98-103.

45. Дмитриев А.С. Введению в теорию прямохаотической передачи информации / А.С. Дмитриев, К.В. Захарченко, Д.Ю. Пузиков // Радиотехника и электроника. 2003. - Т.48. - №3. - С.328-338.

46. Гуляев Ю.В. Информационные технологии на основе динамического хаоса / Ю.В. Гуляев и др. // Радиотехника и электроника. 2003. -Т.48.-№10.-С.1156-1185.

47. Дмитриев А.С. Динамический хаос новые носители информации для систем связи / А.С. Дмитриев, А.И. Панас. М.: Физматлит, 2002. -252с.

48. Вельский Ю.Л. Передача информации с помощью детерминированного хаоса / Ю.Л. Вельский, А.С. Дмитриев // Радиотехника и электроника. 1993. - Т.38. - №7. - С.1310-1315.

49. Афраймович B.C. Стохастическая синхронизация колебаний в диссипативных системах / B.C. Афраймович, Н.И. Веричев, М.И.Рабинович // Изв. вузов. Сер. Радиофизика. 1986. - Т.29. - №9. -С.1050-1062.

50. Fraser A.M. Chaos and detection / A.M. Fraser // Phys. Rev. E. 1996. -Vol.53.-P.4514-4523.

51. Rulkov N.F. Generalized synchronization of chaos in directionally coupled chaotic systems / N.F. Rulkov, M.M. Sushchik, L.S. Tsimring, H.D.Abarbanel //Phys. Rev. E. 1995. - Vol.51. - P.980-995.

52. Abarbanel H.D. Generalized synchronization of chaos: the auxiliary system approach / H.D. Abarbanel, N.F. Rulkov, M.M. Sushchik // Phys. Rev. E. 1996. - Vol.53. - P.4528-4535.

53. Cuomo M.K. Synchronization of Lorenz-Based Chaotic Circuits with Applications to Communications / M.K. Cuomo, A.V. Oppenheim, S.H.Strogatz // IEEE Trans. Circuits and Systems. 1993. - Vol.40. - №10. P.626.

54. Downes P. Secure communication using chaotic synchronization / P.Downes // SPIE. 1993. - Vol.20. - P.227.

55. Kokarev L. Experimental demonstration of secure communication via chaotic synchronization / L. Kokarev, K.S. Halle, K. Eckert, L. Chua, U.Parlitz // Int. J. Bifurcation and Chaos. 1992. - Vol.2. - №3. - P.709-713.

56. Abarbanel H.D. Analysis of Observed Chaotic Data / Abarbanel H.D. -NY.: Springer-Verlag. 1996. -272p.

57. Kantz H. Nonlinear Time Series Analysis. // H. Kantz, T. Schreiber. -Cambridge: Cambridge Univ. Press. 1997. - 658p.

58. Kostelich E.J. Noise reduction in chaotic time series data: a survey of common methods / E.J. Kostelich, T. Schreiber // Phys. Rev. E. 1993. -Vol.48, -p.1752.

59. Dedieu H. Chaos shift keying: Modulation and demodulation of a chaotic carrier using self-synchronizing Chua's circuits / H. Dedieu, M. Kennedy, M. Hasler // IEEE Trans. Circuits and Systems. 1993. - Vol.CAS-40. -№10. - P.634-642.

60. Dmitriev A.S. Experiments on music and speech transition in system with nonlinear mixing of chaotic and information oscillations / A.S. Dmitriev, A.I.Panas, S.O. Starkov // Istanbul, Turkey. Proceedings of ECCTD'95. — 1995. Vol.1.-P.475—478.

61. Dmitriev A.S. Experiments on speech and music signals transmission using chaos / A.S. Dmitriev, A.I. Panas, S.O. Starkov // Int. J. of Bifurcation and chaos. 1995. - Vol.5. - №4. - P.1249-1254.

62. Dmitriev A.S. Transmission of complex analog signals by means of dynamical chaos / A.S. Dmitriev, A.I. Panas, S.O. Starkov // Proceedings ofNDES'95—Dublin Ireland. 1995. - P.241-244.

63. Dmitriev A.S. Experiments on RF-band communications using chaos / A.S. Dmitriev, A.I. Panas, S.O. Starkov, L. Kuzmin // Int. J. of Bifurcation and Chaos. 1997. - Vol.7. - №11. - P.2511-2527.

64. Фрадков A.JI. Адаптивное управление в сложных системах / А.Л.Фрадков. — М.: Наука. 1990 - 265с.

65. Boccaletti S. Adaptive control of chaotic and hyper-chaotic dynamics // S.Boccaletti, F.T. Arecchi // Journal of Technical Physics. 1996. - Vol.37. - P.3-4.

66. Boccaletti S. Adaptive synchronization of chaos for secure communication / S. Boccaletti, A. Farini, P.T. Arecchi // Phys. Rev. E. 1997. - Vol.55. -№5. - P.4979-4981.

67. Cvitanovic P. Invariant measurements of strange sets in terms of cycles / P.Cvitanovic // Phys. Rev. Lett. 1988. - Vol.61. - №24. - P.2729-2732.

68. Dmitriev A.S. Fine structure of chaotic attractor for multiple-access communication // A.S. Dmitriev, S.O. Starkov // Proceedings of NDES'99 — Ronne, Denmark. 1999. - P. 161 -164.

69. Hayes S. Experimental control of chaos for communication / S. Hayes, C.Grebogy, E. Ott, A. Mark // Phys. Rev. Lett. 1994. - Vol.73. - №13. -P.1781-1784.

70. Андреев Ю.В. Хаотические маркеры и асинхронная передача данных / Ю.В. Андреев, А.С. Дмитриев, С.В. Емец и др. // Письма в ЖТФ. -2000. Т.26. - Вып. 14. - С.53-57.

71. Dmitriev A.S. Digital processing for chaos generation and information transmission / A.S. Dmitriev, A.I. Panas, S.O. Starkov, S.V. Yemetz // Proceedings ofNDES'97 Moscow, Russia. 1997. - P.370-375.

72. Chua L.O. Adaptive synchronization of Chua's oscillators / L.O. Chua, T.Yang, G. Zhong, C.W. Wu // Int. J. Bifurcation and Chaos. 1996. -Vol.6.-№3.-P.189-201.

73. Андрушкевич A.B. Путь к хаосу в кусочно-линейной модели генератора на туннельном диоде / А.В. Андрушкевич, А.А. Кипчатов, JI.B. Красичков, А.А. Короновский // Изв. вузов. Сер. ПНД. 1993. -Т.1. -№1. -С.93-103.

74. Дмитриев А.С. Модель транзисторного генератора с хаотической динамикой / А.С. Дмитриев, В.П. Иванов, М.Н. Лебедев // Радиотехника и электроника. 1988. - Т.ЗЗ. - №5. - С.1085-1088.

75. Кальянов Э.В. Экспериментальное исследование транзисторного автогенератора с запаздывающей обратной связью / Э.В. Кальянов, В.П. Иванов, М.Н. Лебедев // Радиотехника и электроника. 1982. -Т.27. - №5. - С.982-986.

76. Кузьмин Л.В. Прецизионный генератор хаотических колебаний с кусочно-линейной характеристикой нелинейного элемента /

77. Л.В.Кузьмин, Н.А. Максимов, А.И. Панас // Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. 1999. - №2,3. - С.81-94.

78. Максимов Н.А. Об одной закономерности перехода от детерминированной динамики к стохастической в автоколебательной системе / Н.А. Максимов, В.Я. Кислов // Письма в ЖТФ. 1983. - Т.9. - №16.-0.979-982.

79. Максимов Н.А. Внутренняя структура перехода к странному аттрактору в одной автоколебательной системе / Н.А. Максимов // Письма в ЖТФ. 1984. - Т.10. - №10. - С.624-628.

80. Губанов Д.В. Генераторы хаоса в интегральном исполнении / Д.В.Губанов, А.С. Дмитриев, А.И. Панас, С.О. Старков, В.Д. Стешенко // Chip news. Новости о микросхемах. 1999. - №8. - С.9-14.

81. Cruz J.M. A CMOS 1С nonlinear resistor for Chua's circuit / J.M. Cruz, L.O. Chua // IEEE Trans. Circuits and Systems. Fundamental theory and applications. -1992. Vol.39. - №12. - P.985.

82. Cruz J.M. An 1С chip of Chua's circuit / J.M. Cruz, L.O. Chua // IEEE Trans. Circuits and Systems. 1993. - Vol.40. - №10. - P.985-995.

83. Delgado-Restituto M. Experimental verification of secure communication using monolithic chaotic circuits / M. Delgado-Restituto, A. Rodriguez-Vazquez, R. Ahumada, M. Linan // Proceedings of ECCTD'95.—Istanbul, Turkey. 1995. -P.471-474.

84. Delgado-Restituto V. Secure communication using CMOS current-mode sampled data circuits / V. Delgado-Restituto, R. Ahumada, A.R.Rodriguez-Vazquez // Proceedings of NDES'95.—Dublin, Ireland. -1995. - P.379-583.

85. Pecora L.M. Synchronization in chaotic systems / L.M. Pecora, T.L. Caroll // Phys. Rev. Lett. 1990. - Vol.64. - P.821-824.

86. Abel A. Chaotic codes for CDMA application / A. Abel, A. Bauer, K.Kelber, W. Scharz / Proceedings of ECCTD'97 Budapest. 1997. -P.306-311.

87. Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь / Дж. Спилкер; под ред. В.В. Маркова. М.: Связь, 1979. - 592с.

88. Бигелоу Р. Сети: поиск неисправностей, поддержка и восстановление / Р. Бигелоу, Дж. Стивен — СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 1200с.

89. Лосев В.В. Поиск и декодирование сложных сигналов / В.В. Лосев, Е.Б. Бродская, В.И. Коржик; под ред. В.И. Коржика. М.: Радио и Связь, 1988.-224с.

90. Кларк Дж. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи / Дж. Кларк, Дж. Кейн. М.: Радио и связь, 1987. -392с.

91. Антипин В.В. Влияние мощных импульсных микроволновых помех на полупроводниковые приборы и интегральные микросхемы / В.В.Антипин, В.А. Годовицын, Д.В. Громов и др. // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 1995. -№1. -С.37-53.

92. Баранов И.А. Стойкость твердотельных модулей СВЧ к кратковременным электроперегрузкам / И.А. Баранов, О.И. Обрезан, А.И. Ропий // Обзоры по электронной технике. Сер.1, СВЧ техника. - М.: ЦНИИ «Электроника», 1997. - 111с.

93. James D.S. A study of high power pulsed characteristics of lower-noise GaAs MESFET's / D.S. James, L. Dormer // IEEE Trans. 1981. -Vol.MTT-29. -№12. - P.1298-1310.

94. Whalen J.J. X-band burnout characteristics of GaAs MESFET's / J.J. Whalen, R.T. Kemerley, E. Rastefano // IEEE Trans. 1982. - Vol.MTT-32. -№12. -P.2206-2211.

95. Бобрешов A.M. Управление по подложке как механизм обратимых отказов GaAs ПТШ вследствие электроперегрузок / A.M. Бобрешов, В.М. Малыщик, О.И. Обрезан, А.В. Дыбой, Ю.И. Китаев,

96. A.А.Лисицын, Ю.Н. Нестеренко // Радиолокация, навигация и связь: XI международная, научно-техническая конференция, 12-14 апр.2005 г. Воронеж, 2005. - Т. 1. - С.548-555.

97. Forcier M.L. Microwave-Rectification RFI Response in Field-Effect Transistors / M.L. Forcier, R.E. Richardson // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. 1979. - Vol.EMC-21. - November №4. -P.312-315.

98. Усанов Д.А. Детекторный эффект в СВЧ усилителях на транзисторах / Д.А. Усанов, А.А. Безменов, А.Ю. Вагарин,

99. B.М.Логинов // Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ. 1981.- Вып.9 (333). С.60-61.

100. Усанов Д.А. Детекторный эффект в СВЧ усилителях на полевых транзисторах / Д.А. Усанов, А.А. Безменов, А.Ю. Вагарин, В.М.Логинов // Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ. - 1984.- Вып.1(361). С.32-33.

101. Шварц Н.З. Линейные транзисторные усилители СВЧ / Н.З. Шварц. -М.: Сов. радио, 1980. 368с.

102. Шварц Н.З. Усилители СВЧ на полевых транзисторах / Н.З. Шварц.-М.: Радио и связь, 1987. 200с.

103. Antognetti P. Semiconductor Device Modeling with SPICE / P. Antognetti, G. Massobrio. New York: McGraw-Hill, 1988 - 743p.

104. Foty D.P., MOSFET Modeling with SPICE: Principles and Practice / D.P.Foty. NJ, USA: Prentice Hall, Upper Saddle River, 1997. - 243p.

105. Materka A. Computer calculation of large-signal GaAs FET amplifier characteristics/ A. Materka, T. Kacprzak // IEEE Trans. Microwave Theory and Technique. 1985. - №2. - P. 129-135.

106. Minasian R.A. Modeling the MESFET output nonlinearity / R.A. Minasian // Electronics letters. 1979. -Vol.15. - №17. - P.516-517

107. Харин С.В. Влияние внешнего шума на прием хаотических маркеров / С.В. Харин, A.M. Воробьев, В.И. Костылев // Вестник Воронежского института МВД России. 2005. - № 6.- С. 118-122.

108. Харин С.В. Моделирование работы синхронизатора в многопользовательской хаотической системе передачи данных / С.В.Харин, A.M. Воробьев, В.И. Костылев // Вестник Воронежского института МВД России. 2005. - № 6.- С. 130-134.

109. Пб.Бокова О.И. Применение хаотических последовательностей в подсистемах синхронизации при асинхронной передаче данных /

110. О.И.Бокова, С.В. Харин, A.M. Воробьев, В.И. Костылев // Вестник Воронежского института МВД России. 2005. - № 6.- С. 135-139.

111. Бокова О.И. Восстановление информации при потоковом хаотическом кодировании в системах передачи данных / О.И. Бокова, С.В. Харин // Вестник Воронежского института МВД России. 2005. -№6.-С. 123-126.

112. Харин С.В. Качество адресации в системах с использованием хаотических маркеров / С.В. Харин // Вестник Воронежского института МВД России. 2005. - № 6.- С. 127-129.

113. Бокова О.И. Моделирование некогерентного приема хаотических маркеров в многопользовательских системах передачи данных / О.И.Бокова, С.В. Харин // Наука производству. - 2006. - №3.- С. 5254.

114. Бокова О.И. Учет влияния внешних факторов на возможность синхронизации в широкополосных системах передачи данных с нелинейным подмешиванием. / О.И.Бокова, А.В. Наумец, С.В. Харин // Наука производству. - 2006. - №3.- С. 55-57.