Спосіб передачі інформації в системі радіозв’язку шляхом застосування мімо-технології на хаотичних несучих

Реферат: Спосіб передачі інформації в системі радіозв'язку шляхом застосування МІМО-технології на хаотичних несучих полягає у використанні хаотичних сигналів в МІМО-підканалах. Використовують прямохаотичні системи зв'язку з різними початковими умовами формування хаотичних сигналів в кожному МІМО-підканалі та кореляційну обробку сигналів на приймальній стороні. UA 83716 U (12) UA 83716 U UA 83716 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Kорисна модель належить до галузі радіотехніки і може бути використана в широкосмугових системах радіозв'язку, використовуючих складні хаотичні сигнали для скритої передачі інформації. Відомий спосіб МІМО-технлогогії в системі бездротової передачі даних (множинний вхід множинний вихід) [1], який утворює одночасну багатоканальну передачу даних за рахунок декількох антен на передавальній і приймальній стороні. На передавальній стороні дільник потоків (демультиплексор) поділяє дані, призначені для передачі на декілька підпотоків, кількість яких залежить від кількості антен. Кожен з підпотоків після перетворення в модуляторах надходить на власну антену та передається в радіоефір. Антени встановлюються з просторовим рознесенням, кожен з сигналів, що передається, маркується середовищем розповсюдження. На приймальній стороні антени з просторовим рознесенням приймають сигнал з радіоефіру. Прийняті сигнали надходять в приймачі, які виділяють з загального потоку енергію сигналів лише тих трактів, за які вони відповідають по заздалегідь передбаченій ознаці: аналіз затримки, стухання сигналу, зсув фаз та ін. Недоліком відомого способу є те, що він не забезпечує достатню скритність передачі даних, тому що гармонічні сигнали, які застосовуються для передачі даних, виявляються несанкціонованим спостерігачем під час радіорозвідки. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, вибраним як прототип є спосіб організації радіозв'язку з використанням хаотичних сигналів в МІМО-каналах [2], заснований на режимі синхронізації хаотичних генераторів, у якому на передавальній стороні корисний інформаційний сигнал кодується у вигляді бінарного коду, надходить на дільник потоків (демультиплексор), який поділяє дані, призначені для передачі на декілька підпотоків, кількість яких залежить від кількості антен. Кожен з підпотоків надходить в модулятор, на інший вхід якого подається хаотичний сигнал, який формується в хаотичному генераторі. Один або декілька керуючих параметрів передавального хаотичного генератора модулюються інформаційним сигналом таким чином, що характеристики переданого сигналу змінюються незначно. Після перетворення в модуляторах сигнал надходить на власну антену та передається в радіоефір. На приймальній стороні антени з просторовим рознесенням приймають сигнал з радіоефіру. Прийняті сигналі надходять на приймачі, які являють собою два ідентичних хаотичних генератори, здатних перебувати в режимі синхронізації з передавальним генератором. Отримані на виході генераторів сигнали проходять через віднімаючий пристрій, потім детектується відновлений корисний сигнал, представлений у вигляді бінарного коду. Недоліками способу-прототипу є те, що він не задовольняє в повній мірі вимогам скритності системи, так як атрактори (фазові портрети) хаотичних сигналів, які використовуються для передачі даних, структуровані і легко відрізняються від атракторів випадкових процесів при застосуванні нелінійних методів аналізу та має низьку перешкодостійкість, яка зумовлена тим, що до хаотичних генераторів, розташованих на передавальної і приймальної сторонах каналу зв'язку, встановлюються високі вимоги до ступеня ідентичності і, як наслідок, поява шумів в каналі зв'язку призводить до виникнення десинхронізації хаотичних генераторів на передавальній і приймальній стороні. В основу корисної моделі поставлена задача створити спосіб передачі інформації шляхом застосування МІМО-технології на хаотичних несучих, який за рахунок застосування в підканалах системи хаотичних сигналів з різними початковими умовами та кореляційної обробки сигналів на прийомній стороні, забезпечить підвищення скритності та перешкодостійкості системи радіозв'язку. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у запропонованому способі використовується принцип прямохаотичних систем зв'язку [3] з різними початковими умовами формування хаотичних сигналів у кожному підканалі та кореляційна обробка [4] сигналів на приймальній стороні. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає у суттєвому підвищенні скритності та перешкодостійкості системи передачі даних. На фіг. 1 приведена структурна схема МІМО-підканалу запропонованого способу передачі інформації. На фіг. 2 зображена часова реалізація сумарного сигналу в каналі зв'язку. На фіг. 3 зображений амплітудно-частотний спектр сумарного сигналу в каналі зв'язку. На фіг. 4 зображена автокореляційна функція сумарного сигналу в каналі зв'язку. На фіг. 5 зображений n-мірний псевдофазовий простір сумарного сигналу в каналі зв'язку. 1 UA 83716 U 5 10 15 Запропонований спосіб передачі інформації в системі радіозв'язку шляхом застосування МІМО-технології на хаотичних несучих реалізується за рахунок організації МІМО-підканалів зв'язку. Кожен МІМО-підканал має на передавальній стороні - дільник бінарного кода, два модулятори, два хаотичних генератори та суматор, на приймальній стороні - два корелятори, два хаотичних генератори, два демодулятори та суматор бінарного коду. Суть способу передачі інформації в системі радіозв'язку шляхом застосування МІМОтехнології на хаотичних несучих полягає у наступному. На передавальній стороні системи дані, кодовані у вигляді бінарного коду r t  , розділяються на підпотоки, кількість яких дорівнює МІМО-підканалам зв'язку (фіг. 1). Підпоток даних надходить на відповідні дільники бінарного коду 1, де відбувається розділення даних на логічні "0" та "1". Логічні "0" надходять на модулятор 2, а логічні "1" - на модулятор 3 відповідно. На другі входи модуляторів 2, 3 надходять хаотичні радіоімпульси x01 та x0 2 з різними початковими умовами x 0 , сформовані в хаотичних генераторах 4, 5. Після здійснення прямохаотичної модуляції в модуляторах 2, 3 логічні "0" та "1", кодовані хаотичними радіоімпульсами, надходять в суматор 6, де вишиковуються в заданому порядку слідування. Отриманий таким чином сигнал x  r t  подається на передавач 7 та видається в канал зв'язку.  x  rt   t  , утворений з сигналів усіх підканалів системи та шуму каналу зв'язку t  , надходить на приймач 8, де x  r t  здійснюється попередня обробка. Після цього сигнал  x  r t   t  надходить на корелятори 9, На приймальній стороні системи сумарний сигнал 20 25 30 35 10, де здійснюється виділення хаотичних радіоімпульсів x01 та x0 2 за рахунок перемноження та інтегрування сигналу  x  r t   t  з еталонними радіоімпульсами x01 та x0 2 , які подаються на інший вхід кореляторів 9, 10 з хаотичних генераторів 11, 12. Далі виділені хаотичні радіоімпульси надходять в демодулятори 13, 14, де перетворюються на складові бінарного коду - логічні "0" та "1", які складаються в суматорі бінарного коду та надходять до суматора підпотоків даних. Як приклад реалізації способу приведені результати математичного моделювання в програмному середовищі MathCAD 14. В основі хаотичного радіоімпульсу застосований радіоімпульс, утворений за допомогою хаотичного відображення у вигляді полінома Чебишева першого роду третього порядку. Джерела інформації: 1. Gershman A.B. Space-Time Processing for MIMO Communications/ A.B. Gershman. Wiley&Sons, 2005.-370 p. 2. M. HuanFei, К. HaiBin A new sheme of digital communication using chaotic signals in MIMOchannels // Science China – 2012-V.55, N.40-P. 2813-2193. 3. Дмитриев А.С, Панас А.И. Динамический хаос: новые носители информации для систем связи А.И. /А.С. Дмитриев, А.И. Панас. - М.: Издательство Физ.-Мат. литературы, 2002.-252 с. 4. Ширман Я.Д. Радиоэлектронные системы основы построения и теория: [справочник] / Я.Д. Ширман, А.С. Маляренко, С.П. Лещенко и др. - М.: Радиотехника, 2007.-512 с: ил., табл. 40 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 Спосіб передачі інформації в системі радіозв'язку шляхом застосування МІМО-технології на хаотичних несучих, що полягає у використанні хаотичних сигналів в МІМО-підканалах, який відрізняється тим, що використовують прямохаотичні системи зв'язку з різними початковими умовами формування хаотичних сигналів в кожному МІМО-підканалі та кореляційну обробку сигналів на приймальній стороні. 2 UA 83716 U 3 UA 83716 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4