Применение опорного клиппированного сигнала в когерентной системе радиосвязи на основе многоуровневых хаотических сигналов

Алексей Андреевич Гавришев; Дмитрий Леонидович Осипов

doi:10.52575/2687-0932-2026-53-1-203-215

Авторы

Алексей Андреевич Гавришев Московский государственный лингвистический университет
Дмитрий Леонидович Осипов Северо-Кавказский федеральный университет

DOI:

https://doi.org/10.52575/2687-0932-2026-53-1-203-215

Ключевые слова:

многоуровневые хаотические сигналы, когерентные системы радиосвязи, клиппированный опорный сигнал, вычислительные ресурсы, сокращение

Аннотация

Основное внимание в работе уделяется вопросу совершенствования технической конструкции когерентной системы радиосвязи на основе многоуровневых хаотических сигналов (ХС) на основе клиппирования. Проведен анализ преимуществ и недостатков когерентных систем радиосвязи на основе ХС, в том числе и многоуровневых. Выделена задача рационального хранения опорного ХС, в том числе и многоуровневого, на приемной стороне. Отмечены преимущества многоуровневых ХС по скрытности передачи данных перед бинарными. Проведен анализ решения задачи рационального хранения опорного многоуровневого ХС на приемной стороне, заключающегося в использовании на приемной стороне клиппированной копии многоуровневого ХС в виде последовательности прямоугольных импульсов с амплитудой +1 и –1, полученной из исходного ХС. Приведено математическое описание, отмечены достоинства и недостатки указанного подхода. Указано, что такое решение в перспективе поможет снизить требования к вычислительным и иным ресурсам, используемым на приемной стороне. На основе проведенных исследований разработан вариант когерентной системы радиосвязи на основе многоуровневых ХС с опорным клиппированным сигналом. Приведено описание принципов ее работы. С помощью моделирования экспериментально обоснована возможность практического использования разработанного варианта когерентной системы радиосвязи на основе многоуровневых ХС с опорным клиппированным сигналом, который позволяет передавать информационные сигналы по каналам радиосвязи и восстанавливать их на приемной стороне с определенной достоверностью. Отмечено, что клиппированные ХС, представленные в простейшем случае в формате ASCII, занимают в несколько раз меньший объем памяти, чем многоуровневые ХС с аналогичным способом хранения. Это позволяет сократить объем памяти, занимаемой опорным сигналом в варианте когерентной системы радиосвязи на основе многоуровневых ХС. Проведенные исследования могут быть полезны разработчикам и производителям соответствующих систем радиосвязи, в том числе используемых в системах Интернета вещей.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Биографии авторов

Алексей Андреевич Гавришев, Московский государственный лингвистический университет

Кандидат технических наук, доцент кафедры международной информационной безопасности, г. Москва, Россия
E-mail: alexxx.2008@inbox.ru

Дмитрий Леонидович Осипов, Северо-Кавказский федеральный университет

Кандидат технических наук, доцент кафедры вычислительной математики и кибернетики, г. Ставрополь, Россия

Библиографические ссылки

Список литературы

Бобровский В.В., Ильичев П.В., Лашин О.А. 2021. Широкополосный измерительный комплекс с шумоподобными сигналами для электромагнитного мониторинга современных геодинамических процессов в сейсмоактивных зонах. Сейсмические приборы, (1): 29–48. DOI: 10.21455/si2021.1-3

Булатов В.Н., Сильвашко С.А., Тимонов Е.С., Худорожков О.В. 2022. Повышение точности цифрового спектрального анализа дискретных сигналов. Датчики и системы, (2): 28–34. DOI 10.25728/datsys.2022.2.4

Гавришев А.А. 2023. К вопросу об использовании гиперхаотических сигналов для передачи данных в системах радиосвязи. Научное приборостроение, (2): 62–74.

Гавришев А.А. 2024. Подходы к повышению скрытности передачи данных в системах радиосвязи. Материалы II Всероссийской научно-технической конференции «Вопросы обеспечения безопасности в киберпространстве». Махачкала: Типография ФОРМАТ: 23–26.

Гавришев А.А., Жук А.П. 2018. Применение методов нелинейной динамики для исследования хаотичности сигналов-переносчиков защищенных систем связи на основе динамического хаоса. Вестник НГУ. Серия: Информационные технологии, (1): 50–60. DOI 10.25205/1818-7900-2018-16-1-50-60.

Голиков А.М. 2022. Системы цифровой радиосвязи. М.: Ай Пи Ар Медиа: 340 с.

Дмитриев А.С. 2023. Сверхширокополосные прямохаотические средства связи. Сборник докладов XXVIII Всероссийской открытой научной конференции «Распространение радиоволн». Йошкар-Ола: ПГТУ: 14–21.

Дмитриев А.С., Панас А.И. 2002. Динамический хаос: новые носители информации для систем связи. М.: Издательство Физико-математической литературы: 252 с.

Курьянов Б.Ф. 1965. «Нормированные» спектры случайных процессов. Акустический журнал, (2): 192–196.

Лукин К.А. 2008. Шумовая радиолокация миллиметрового диапазона. Радиофизика и электроника, (13): 344–358.

Мохсени Т.И., Кикот А.М. 2015. Когерентная передача цифровой информации с двоичной модуляцией хаотического импульса. Журнал радиоэлектроники, (6): 1–24.

Осипов Д.Л., Жук А.П., Гавришев А.А. 2015. Устройство имитозащиты контролируемых объектов с повышенной структурной скрытностью сигналов-переносчиков. Патент РФ 2560824: 15.

Фридман П.А. 1983. Отношение сигнала к шуму в радиоинтерферометре со сверхдлинной базой. Астрофизические исследования, (17): 95–101.

Gao C., Wu Y., Zhang Y. 2023. Secure Communication Using WFRFT-DSSS Based on Chaotic Cyclic Shift. IEEE/CIC International Conference on Communications in China (ICCC): 1–5. DOI: 10.1109/ICCC57788.2023.10233567.

Guangkai Liu, Guo Jie, Cheng Cheng et al. 2024. Performance of logistic and tent chaotic sequences in direct spread spectrum communication application. IET International Radar Conference, (47): 4132–4136. DOI: 10.1049/icp.2024.1776

Kehui Sun. 2016. Chaotic Secure Communication: Principles and Technologies. Tsinghua University Press and Walter de Gruyter GmbH: 333 p. DOI: 10.1515/9783110434064

Ruopeng Liu, Pengyi Wang, Xiduo Wang. 2024. Design and simulation of soft decision decoding based on chaotic M-ary spread spectrum system. Discover Applied Sciences, (6): 185. DOI: 10.1007/s42452-024-05849-7

Tihomorskis N., Ahrens A., Aboltins A. 2024. Chaotic Spread-Spectrum Communication: A Comparative Study between Chaotic Synchronization and Matched Filtering. Chaos Theory and Applications. (6): 170–179. DOI: 10.51537/chaos.1424487

References

Bobrovsky V.V., Ilyichev P.V., Lashin O.A. 2021. Broadband measuring complex with pseudonoise signals for electromagnetic monitoring of modern geodynamic processes in seismoactive zones. Seismicheskie Pribory, (1): 29–48. DOI: 10.21455/si2021.1-3 (In Russian)

Bulatov V.N., Silvashko S.A., Timonov E.S., Khudorozhkov O.V. Improving the accuracy of digital spectral analysis discrete signal. Sensors and Systems, (2): 28–34 DOI: 10.25728/datsys.2022.2.4 (In Russian)

Gavrishev A.A. 2023. On the use of hyperchaotic signals for data transmission in radio communication systems. Nauchnoe priborostroenie, (2): 62–74 (In Russian).

Gavrishev A.A. 2024. Approaches to increasing the secrecy of data transmission in radio communication systems. Proceedings of the II All-Russian Scientific and Technical Conference “Security issues in Cyberspace”, Makhachkala: FORMAT Printing House: 23–26 (In Russian)

Gavrishev A.А., Zhuk A.P. 2018. Application of Methods of Nonlinear Dynamics to Study the Chaotic State of the Carrier Signals of Secure Communication Systems Based on Dynamic Chaos. Vestnik NSU. Series: Information Technologies, (1): 50–60. DOI: 10.25205/1818-7900-2018-16-1-50-60 (In Russian)

Golikov A.M. Digital radio communication systems, Moscow: IP Media Publ.: 340 p. (In Russian).

Dmitriev A.S. 2023. Ultra wideband direct chaotic communicationsю Collection of reports of the XXVIII All-Russian Open Scientific Conference “Radio wave Propagation”, Yoshkar-Ola: PGTU Publ.: 14–21 (In Russian).

Dmitriev A.S., Panas A.I. 2022. Dynamic chaos: new information carriers for communication systems, Moscow: Publishing House of Physical and Mathematical Literature: 252 p. (In Russian)

Kuryanov B.F. 1965. “Normalized” spectra of random processes. Acoustic Journal, (2): 192–196 (In Russian)

Lukin K.A. 2008. Millimeter range noise radar. Radiophysics and electronics, (13): 344–358 (In Russian).

Mohseni T.I., Kikotya A.M. 2015. Coherent transmission of digital information with binary modulation of a chaotic pulse. Journal of Radio Electronics, (6): 1–24 (In Russian).

Osipov D.L., Zhuk A.P., Gavrishev A.A. 2015. Apparatus for protection against imitation of controlled objects with high structural security of carrier signals. Patent RF 2560824: 15 (In Russian).

Fridman P.A. 1983. Signal-to-noise ratio in the long-base interferometer. Astrophysical Bulletin, (17): 95–101.