Infocommunications and Radio Technologies Infocommunications and Radio Technologies ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫЕ И РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 2587-9936 69491 10.29039/2587-9936.2023.06.1.01 Электроника, фотоника, приборостроение и связь (2.2) ELECTRONICS, PHOTONICS, INSTRUMENTATION AND COMMUNICATIONS (2.2) Электроника, фотоника, приборостроение и связь (2.2) Trends in the Development of Ultra-Wideband Direct Chaotic Communications Тенденции развития сверхширокополосных прямохаотических средств связи https://orcid.org/0000-0003-2079-3020 Дмитриев Александр Сергеевич Dmitriev Alexander S. https://orcid.org/0000-0001-6725-7984 Рыжов Антон Игоревич Ryzhov Anton I.

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН Москва Россия Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics of RAS Moscow Russian Federation Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН Москва Россия Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics of RAS Moscow Russian Federation 30 05 2023 30 05 2023 6 1 1 14 17 05 2023 20 05 2023 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/69491/view

Рассматриваются тенденции развития сверхширокополосных беспроводных средств связи на основе хаотических сигналов. Впервые прямохаотические средства связи были предложены в 2000 году как способ использования шумоподобных (хаотических) сигналов для передачи информации. Идея заключалась в том, чтобы формировать несущие информацию сигналы непосредственно в области радио- или микроволновых частот, где осуществляется передача, и там же производить модуляцию и демодуляцию этих сигналов, не прибегая к операциям переноса частот. В базовом варианте схемы в качестве носителя информации использовались хаотические радиоимпульсы, что допускало возможность использования модуляции «включил — выключил» и модуляции позиций хаотических радиоимпульсов. В качестве приемника использовался, согласованный с передаваемым сигналом детектор огибающей. Другим вариантом прямохаотической системы является недавно предложенная относительная схема передачи на основе хаотических радиоимпульсов. В докладе представлены результаты исследований характеристик и специфики обеих схем при их использовании в сверхширокополосной беспроводной связи сантиметрового и дециметрового диапазонов длин волн.

The report discusses the development trends in the development of ultra-wideband wire-less communications based on chaotic signals. For the first time, direct chaotic communications were proposed in 2000 as a way to use noise-like (chaotic) signals for communication systems. The idea was to generate information-carrying signals directly in the region of radio or microwave frequencies where transmission takes place, and to modulate and demodulate these signals there without resorting to frequency transfer operations. In the basic version of the scheme, chaotic radio pulses were used as an information carrier, which made it possible to use “on-off” modulation and modulation of the positions of chaotic radio pulses. An envelope detector matched with the transmitted signal was used as a receiver. Another variant of the direct chaotic system is the recently proposed relative transmission scheme based on chaotic radio pulses. The report examines the characteristics and specifics of both schemes when used in ultra-wideband wire-less communication in the centimeter and decimeter wavelength ranges.

 хаотические радиоимпульсы сверхширокополосная связь энергетический прием относительная передача chaotic radio pulses ultrawideband communications energy reception differential transmission

Дмитриев А. С., Панас А. И. Динамический хаос. Новые носители информации для систем связи. М. : Физматлит, 2002. 251 с. A. S. Dmitriev and A. I. Panas, Dynamic Chaos. Novel Type of Information Carrier for Communication Systems. Moscow : Fizmatlit, 2002. (In Russ.). Lau F. C. M., Tse C. K. Chaos-Based Digital Communication Systems. Berlin : Heidelberg Springer-Verlag, 2003. 228 p. F. C. M. Lau and C. K., Tse Chaos-Based Digital Communication Systems. Berlin : Heidelberg Springer-Verlag, 2003. Kaddoum G. Wireless chaos based communication systems : a comprehensive survey // IEEE Access. 2016. Vol. 4. P. 2621-2648. G. Kaddoum, “Wireless Chaos-Based Communication Systems : A Comprehensive Survey,” IEEE Access, vol. 4, pp. 2621-2648, 2016, doi: 10.1109/ACCESS.2016.2572730. Kolumban G., Kennedy M. P., Chua L. O. The role of synchronization in digital communications using chaos. II. Chaotic modulation and chaotic synchronization. // IEEE Trans. 1998. Vol. CS-45, no. 11. P. 1129-1140. G. Kolumban, M. P. Kennedy and L. O. Chua, “The role of synchronization in digital communications using chaos. II. Chaotic modulation and chaotic synchronization,” IEEE Transac-tions on Circuits and Systems I: Fundamental Theory and Applications, vol. 45, no. 11, pp. 1129-1140, Nov. 1998, doi: 10.1109/81.735435. Дмитриев А. С., Панас А. И., Старков С. О. и др. Патент 2185032 (РФ). Способ переда-чи информации с помощью хаотических сигналов. Опубл. в Б. И., 2002. № 19. A. S. Dmitriev, A. I. Panas, S. O. Starkov et al. “A method of transmitting information using chaotic signals,” Patent 2185032 (RF), July 27, 2000. (In Russ.). Дмитриев А. С., Кяргинский Б. Е., Панас А. И., Старков С. О. Прямохаотические схе-мы передачи информации в сверхвысокочастотном диапазоне // Радиотехника и элек-троника. 2001. Т. 46, № 2. С. 224-233. A. S. Dmitriev, B. E. Kyarginsky, A. I. Panas, and S. O. Starkov, “Direct Chaotic Schemes for Information Transmission in the Microwave Range,” Journal of Communications Technology and Electronics, vol. 46, no. 2. pp. 224-233, 2001. (In Russ.). Dmitriev A. S., Kyarginsky B. Ye., Panas A. I., Starkov S. O. Experiments on ultra wideband direct chaotic information transmission in microwave band // Int. J. Bifurcation and Chaos. 2003. Vol. 13, no. 6. P. 1495-1507. A. S. Dmitriev, B. Ye. Kyarginsky, A. I. Panas, and S. O. Starkov, “Experiments on Direct Chaotic Communications in Microwave Band,” International Journal of Bifurcation and Chaos, vol. 13, no. 06, pp. 1495-1507, Jun. 2003, doi: https://doi.org/10.1142/s0218127403007345. Петрович Н. Т., Размахнин М. К. Системы связи с шумоподобными сигналами. М. : Советское радио, 1969. 233 с. Petrovich N. T., Razmakhnin M. K. Communication systems with noise-like signals. Moscow : Sovetskoye radio, 1969. (In Russ.). Варакин Л. Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. М. : Радио и связь, 1985. 384 с. L. E. Varakin, Communication systems with noise-like signals. Moscow : Radio i svyaz’, 1985. (In Russ.). Дмитриев А. С., Мохсени Т. И., Сьерра Теран К. М. Относительная передача информации на основе хаотических радиоимпульсов // Радиотехника и электроника. 2018. Т. 63, № 10. С. 1074-1082. A. S. Dmitriev, T. I. Mokhseni, and K. M. S. Teran, “Differentially Coherent Information Transmission Based on Chaotic Radio Pulses,” Journal of Communications Technology and Electronics, vol. 63, no. 10, pp. 1183-1190, Oct. 2018, doi: https://doi.org/10.1134/s1064226918100078. Kolumban G., Kennedy M. P., Chua L. O. The role of synchronization in digital communications using chaos. I. Fundamentals of digital communications // IEEE Trans. 1997. V. CS-44, no. 10. P. 927-936. G. Kolumban, M. P. Kennedy, and L. O. Chua, “The role of synchronization in digital communications using chaos. I . Fundamentals of digital communications,” IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Fundamental Theory and Applications, vol. 44, no. 10, pp. 927-936, 1997, doi: https://doi.org/10.1109/81.633882. Дмитриев А. С., Ефремова Е. В., Ицков В. В., Петросян М. М., Рыжов А. И., Турканов И. Ф. Прямохаотические средства сверхширокополосной беспроводной связи в метровом и дециметровом диапазоне радиоволн // Радиотехника и электроника. 2022. Т. 67, № 8. С. 797-806. A. S. Dmitriev, E. V. Efremova, V.V. Itskov, M. M. Petrosyan, A. I. Ryzhov, and I. F. Turkanov, “Direct-chaotic means of ultra-wideband wireless communication in the meter and decimeter range of radio waves,” Journal of Communications Technology and Electronics, vol. 67, no. 8, pp. 797-806, 2022. (In Russ.). DOI: 10.31857/S0033849422080046. Дмитриев А. С., Мохсени Т. И., Петросян М. М. Экспериментальная реализация отно-сительной схемы беспроводной передачи информации на хаотических радиоимпульсах // Письма в ЖТФ. 2022. Т. 48, № 18. С. 10-13. A. S. Dmitriev, T. I. Mokhseni, and M. M. Petrosyan, “Experimental implementation of differentially coherent wireless communication scheme based on chaotic radio pulses,” Technical Physics Letters, vol. 48, no. 9, pp. 45-48, 2022, doi: 10.21883/TPL.2022.09.55082.19312. Дмитриев А. С., Мохсени Т. И. Множественный доступ в системах относительной пере-дачи информации с хаотическими радиоимпульсами // Радиотехника и электроника. 2021. Т. 66, № 5. С. 476-482. A. S. Dmitriev and T. I. Mokhseni, “Multiple Access in Relative Information Transmission Systems with Chaotic Radio Pulses,” Journal of Communications Technology and Electronics, vol. 66, no. 5, pp. 599-605, May 2021, doi: https://doi.org/10.1134/s1064226921050041. (In Russ.).