Образец для цитирования:
Чуб Р. О., Пономаренко В. И., Прохоров М. Д. Способ передачи информации с использованием предсказательной модели в связанных системах с запаздыванием // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия Физика. 2018. Т. 18, вып. 2. С. 84-91. DOI: https://doi.org/10.18500/1817-3020-2018-18-2-84-91
Способ передачи информации с использованием предсказательной модели в связанных системах с запаздыванием
Объектом исследования является система скрытой передачи информации на базе генераторов с запаздыванием. Выбор модели обусловлен тем, что системы с запаздыванием достаточно просто реализовать в эксперименте, при этом они могут демонстрировать хаотическое поведение с большим числом положительных ляпуновских экспонент (гиперхаос). В передатчике использована модуляция времени задержки хаотического генератора бинарным информационным сигналом. В качестве приемника используется другая система с запаздыванием, в которой присутствует обобщенная синхронизация приемника и передатчика в случае, если передается логический 0 и отсутствует, если передается логическая 1. Одним из способов оценки наличия обобщенной синхронизации между передатчиком и приемником является метод вспомогательной системы. Однако он требует наличия двух идентичных систем с запаздыванием в приемнике. В данной работе для выделения скрытого информационного сигнала используется предсказательная модель сигнала передатчика по сигналу приемника. При удачном выборе параметров предсказательной модели ошибка предсказания мала в случае передачи логического 0 и велика в случае передачи логической 1. Целью исследования является подбор вида и параметров предсказательной модели для обеспечения уверенного приема информационного сигнала. Использованы методы численного моделирования систем с запаздыванием, проведена оценка скрытости предложенной системы передачи информации и ее устойчивости к шумам в канале связи. В результате проведенных исследований на основе численного моделирования построена предсказательная модель, подобраны параметры для системы скрытой передачи информации. Показаны преимущества предложенной системы связи перед другими системами передачи информации. Предложенный способ передачи информации имеет преимущество перед методом вспомогательной системы, поскольку не требует наличия двух идентичных систем в приемнике
1. Cuomo K. M., Oppenheim A. V., Strogatz S. H. Synchronization of Lorenz-based Chaotic Circuits with Applications to Communications // IEEE Trans. Circuits Syst. II : Analog Digital Signal Process. 1993. Vol. 40, №. 10. P. 626–633.
2. Chen J. Y. Wong K. W., Cheng L. M. A secure communication scheme based on the phase synchronization of chaotic systems // Chaos. 2003. Vol. 13. P. 508–514.
3. Короновский А. А., Москаленко О. И., Попов П. В., Храмов А. Е. Способ скрытой передачи информации, основанный на явлении обобщенной синхронизации // Изв. РАН. Сер. физическая. 2008. Т. 72, № 1. C. 143–147.
4. Волковский А. Р., Рульков Н. Ф. Синхронный хаотический отклик нелинейной системы передачи информации с хаотической несущей // Письма в ЖТФ. 1993. Т. 19, вып. 3. С. 71–75.
5. Дмитриев А. С., Кяргинский Б. Е., Панас А. И., Старков С. О. Прямохаотические схемы передачи информации в сверхвысокочастотном диапазоне // Радиотехника и электроника. 2001. Т. 46, № 2. C. 224–233.
6. Isaeva O. B., Jalnine A. Yu., Kuznetsov S. P. Chaotic Communication with Robust Hyperbolic Transmitter and Receiver. URL: https://arxiv.org/abs/1708.02871 (дата обращения: 07.08.2017).
7. Filali R. L., Benrejeb M., Borne P. On observer-based secure communication design using discrete-time hyperchaotic systems // Commun. Nonlinear Sci. and Numerical Simulations. 2014. Vol. 19. P. 1424–1432.
8. Kocamaz U. E., Cicek S., Uyaroğlu Y. Secure Communication with Chaos and Electronic Circuit Design Using Passivity-Based Synchronization // Journal of Circuits, Systems, and Computers. 2018. Vol. 27, № 4. 1850057.
9. Ren H.P., Bai C., K ong Q., B aptista M. S., Grebogi C. A chaot ic spread spectrum system for underwater acoustic communication // Physica A. 2017. Vol. 478. P. 77–92.
10. Prokhorov M. D., Ponomarenko V. I., Kulminskiy D. D., Koronovskii A. A., Moskalenko O. I., Hramov A. E. Resistant to noise chaotic communication scheme exploiting the regime of generalized synchronization // Nonlinear Dynamics. 2017. Vol. 87, № 3. P. 2039–2050.
11. Williams С. Chaotic communications over radio channels // IEEE Trans. Circuits Syst. I : Fundamental theory and applications. 2001. Vol. 48, № 12. P. 1394– 1404.
12. Parlitz U., Kocarev L., Stojanovski T., Preckel H. Encoding messages using chaotic synchronization // Phys. Rev. E. 1996. Vol. 53, № 5. P. 4351–4361.
