Беспроводные сверхширокополосные прямохаотические системы связи для персональных и сенсорных сетей

• Автор: Лактюшкин, Антон Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с.

Глава 1. Амплитудная модуляция и демодуляция хаотических сигналов

1.1. Постановка задачи

1.2. Амплитудная модуляция гармонической несущей

1.3. Амплитудная модуляция хаотической несущей

1.4. Модуляция и демодуляция хаотического сигнала с подавлением

несущей. “On-Off’ модуляция

1.5. Амплитудная модуляция фазохаотической несущей

1.6. Метод выравнивания огибающей амплитудохаотической несущей

1.7. Выводы

Глава 2. Прием сверхширокополосных хаотических радиоимпульсов.

2.1. Постановка задачи. Идеальная система прямохаотической связи

2.2. Структура реального приемника. Квадратичный детектор
2.3. Логарифмический детектор
2.4. Распознавание импульсов
2.5. Выводы
Глава 3. Малогабаритный сверхширокополосный прямохаотический приемопередатчик.
3.1. Постановка задачи
3.2. Макет приемопередатчика
3.2.1. Генератор хаоса
3.2.2. Ключ - модулятор
3.2.3. Приемник огибающей
3.2.4. Цифровая плата (блок)
3.3. Моделирование статистических характеристик
3.4. Экспериментальный макет и его исследование
3.5. Выводы

Глава 4. Сверхширокополосная СВЧ приемопередающая платформа на основе хаотических сигналов.
4.1. Постановка задачи
4.2. Основные требования к платформе
4.3. Структура платформы (приемопередатчика)
4.3.1. Цифровой блок. ПЛИС
4.3.2. Цифровой блок. Микроконтроллер (МК)
4.3.3. Вспомогательные устройства
4.3.4. СВЧ часть приемопередатчика
4.4. Экспериментальное исследование платформы
4.5. Выводы
Заключение
Список Литературы

Динамический хаос - сложное непериодическое движение, порождаемое нелинейными системами. Такой тип движения может возникать в отсутствии внешнего шума и полностью определяется свойствами детерминированной динамической системы. В течение последних 40 лет, с момента открытия динамического хаоса интерес к нему в научной среде не ослабевает. На протяжении этого времени это явление активно исследовалось различными учеными и научными группами [1-16].
Динамический хаос обладает рядом интересных свойств : сплошным спектром мощности, экспоненциально-спадающей корреляционной функцией, высокой чувствительностью к начальным условиям, и как следствие экспоненциальное в среднем разбегание близких траекторий и др. В многочисленных теоретических и экспериментальных работах было показано, что явление динамического может быть широко использовано в различных областях науки и техники. Одним из перспективных направлений использования ДХ является применение его в коммуникационных технологиях.
Работы по использованию хаоса в системах связи проводились еще в 80-годы прошлого века [1], интенсивные исследования по передаче информации с помощью хаоса стартовали в начале 90-х годов. (Куоме К., Оппенгейм А., Чуа Л., Дмитриев A.C., Хаслер М., Рульков Н.В., Шалфеев
В.Д., Шварц В., Парлиц Ю., Гребожи С., Э. Отт, Панас А.И., Кеннеди М., Колумбан Г., Капранов М.В., Бутковский О.Я., Старков С.О., Тратас Ю.Г. и др.).
Возникший интерес был во многом связан с открытием явлений хаотической синхронизации [17-19] и хаотического синхронного отклика [20]. Первые серьезные успехи были связаны с тем, что для ряда модельных схем была продемонстрирована возможность передачи цифровых и аналоговых сообщений с использованием хаотических сигналов [21-36]
полезная мощность выходного сигнала детектора расположена в окрестности нулевой частоты. Так как рассматриваемый приемник рассчитан для приема хаотических радиоимпульсов, то под термином «огибающая» будет подразумеваться какая-либо величина пропорциональная мощности входного сигнала (хаотических радиоимпульсов). Фильтр нижних частот, находящийся сразу за детектором фильтрует сигнал «огибающей», от высокочастотных компонент, которые появляются в процессе детектирования сигнала. Полоса пропускания такого фильтра, согласно теореме Котельникова, должна быть согласована с частотой оцифровки АЦП, расположенного после указанного фильтра. Усилитель постоянного тока (УПТ), обеспечивает усиление НЧ сигнала с выхода ФНЧ, для оцифровки сигнала на блоке, АЦП, который расположен за усилителем. Цифровые данные с выхода АЦП поступают в цифровой блок для окончательной обработки, которая включает а себя синхронизацию с входным сигналом, демодуляцию сигнала и выявление ошибок.
В соответствии с требованием к простоте приемника и всего устройства в целом, в качестве АЦП используется компаратор уровня сигнала (или другими словами АЦП с разрядностью 1 бит). УПТ также может быть исключен из состава приемника, в случае применения компаратора с высокой чувствительностью.
К основным характеристикам приемника относятся: зависимость чувствительности от частоты входного гармонического сигнала в рабочем диапазоне частот, чувствительность к широкополосному хаотическому сигналу в рабочем диапазоне частот, динамический диапазон входной мощности и максимальная пропускная способность.
В качестве детектора используется либо квадратичный детектор либо логарифмический.