Купить СНПЧ А7 Архангельск, оперативня доставка

crosscheckdeposited

Comportamento de Sistemas de Comunicação Digital Usando Sinais Caóticos em Canal com Ruído

DOI: http://dx.doi.org/10.12721/2237-5112.v01n02a04

http://www.rtic.com.br

downloadpdf

Greta Augat Abib1 & Marcio Eisencraft1

 

Resumo: Sinais caóticos são determinísticos, aperiódicos e sensíveis as condições iniciais. Eles são adequados para uso em aplicações que exigem segurança, devido à sua dificuldade de predição e porque eles podem ser confundidos com o ruído no canal. Nas últimas décadas, muitos trabalhos descrevendo sistemas de comunicação baseados em sinais caóticos foram publicados. No entanto, em artigos recentes mostra-se que o desempenho em termos de taxa de erro de bit desses sistemas sob condições não ideais de canal fica aquém de sistemas equivalentes que não utilizam sinais caóticos. Neste trabalho é avaliado o comportamento de um sistema de comunicação binário baseado no método de sincronização de Wu e Chua quando é adicionado ruído branco gaussiano ao canal de comunicação. As simulações foram realizadas utilizando-se diferentes mapas e foram considerados dois pares de funções de codificação e decodificação. Os resultados são mensurados levando-se em consideração o número de amostras que o transmissor e o receptor levam para sincronizar e a taxa de erro de bit. Quando utilizado o produto como função de codificação, o desempenho do sistema de comunicação baseado em caos está mais próximo do desempenho ótimo da comutação de fase convencional.

Palavras-chave: Caos, sincronismo, sistema de comunicação digital, mapas, ruído

 

1 Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas, Universidade Federal do ABC, Santo André, SP. E-mail: greta.abib@ufabc.edu.br, marcio.eisencraft@ufabc.edu.br

 

Literatura Citada

[1] K. T. Alligood, T. D. Sauer, and J. A. Yorke, Chaos: An Introduction to Dynamical Systems, ser. Textbooks In Mathematical Sciences. New York: Springer-Verlag, 1997. 

[2] W. M. Tam, F. C. M. Lau, and C. K. Tse, Digital Communications with Chaos: Multiple Access Techniques and Performance. New York, NY, USA: Elsevier Science Inc., 2006. 

[3] E. Ott, C. Grebogi, and J. A. Yorke, “Controlling chaos,” Phys. Rev. Lett., vol. 64, no. 11, pp. 1196–1199, Mar 1990. doi

[4] S. Hayes, C. Grebogi, and E. Ott, “Communicating With Chaos,” Physical Review Letters, vol. 70, no. 20, pp. 3031–3034, May 17 1993. doi

[5] S. Hayes, C. Grebogi, E. Ott, and A. Mark, “Experimental Control Of Chaos For Communication,” Physical Review Letters, vol. 73, no. 13, pp. 1781–1784, Sep 26 1994. doi

[6] L. M. Pecora and T. L. Carroll, “Synchronization in chaotic systems,” Phys. Rev. Lett., vol. 64, no. 8, pp. 821–824, Feb 1990. doi

[7] A. Argyris, D. Syvridis, L. Larger, V. Annovazzi-Lodi, P. Colet, I. Fischer, J. Garcia-Ojalvo, C. Mirasso, L. Pesquera, and K. Shore, “Chaosbased communications at high bit rates using commercial fibre-optic links,” Nature, vol. 438, no. 7066, pp. 343–346, 2005. doi

[8] A. M. Batista and M. Eisencraft, “Comparing single and coupled maps synchronization perfomance under additive noise,” in Dynamics Days South America 2010 - International Conference on Chaos and Nonlinear Dynamics - Book of Abstracts and Program, São José dos Campos, Brazil, Jul. 2010, pp. 93–93.

[9] F. C. M. Lau and C. K. Tse, Chaos-based digital communication systems. Berlin: Springer, 2003. doi

[10] F. Lau, C. Tse, M. Ye, and S. Hau, “Coexistence of chaos-based and conventional digital communication systems of equal bit rate,” Circuits and Systems I: Regular Papers, IEEE Transactions on, vol. 51, no. 2, pp. 391 – 408, 2004.

[11] B. P. Lathi, Modern Digital and Analog Communication Systems, 4th ed. New York, NY, USA: Oxford University Press, Inc., 2009.

[12] J. Grzybowski, M. Eisencraft, and E. Macau, “Chaos-based communication systems: Current trends and challenges,” in Applications of Chaos and Nonlinear Dynamics in Engineering - Vol. 1, ser. Understanding Complex Systems, S. Banerjee, M. Mitra, and L. Rondoni, Eds. Springer Berlin / Heidelberg, 2011, vol. 71, pp. 203–230.

[13] M. Eisencraft, R. Fanganiello, and L. Baccala, “Synchronization of discrete-time chaotic systems in bandlimited channels,” Mathematical Problems in Engineering, vol. 2009, 2009.

[14] C. W. Wu and L. O. Chua, “A simple way to synchronize chaotic systems with applications to secure communication systems,” International Journal of Bifurcation and Chaos, vol. 3, no. 6, pp. 1619–1627, 1993. doi

[15] M. Eisencraft and L. A. Baccal´a, “The Cramer-Rao bound for initial conditions estimation of chaotic orbits,” Chaos, Solitons & Fractals, vol. 38, no. 1, pp. 132 – 139, 2008. doi

[16] D. M. Kato and M. Eisencraft, “Caracterização espectral de sinais caóticos,” in Anais do XXV Simpósio Brasileiro de Telecomunicações, Recife, Brasil, 2007, pp. 1–5.

[17] M. Eisencraft and A. Batista, “Discrete-time chaotic systems synchronization performance under additive noise,” Signal Processing, vol. 91, no. 8, pp. 2127 – 2131, 2011. doi

[18] S. S. Haykin, Communication systems, 4th ed. New York: Wiley, 2000.

[19] A. V. Oppenheim and R. W. Schafer, Discrete-Time Signal Processing. Upper Saddle River, NJ, USA: Prentice Hall Press, 2009.