Формирователи псевдослучайных сигналов на основе системы Лоренца в средствах повышения эффективности функционирования систем передачи информации с OFDM
Ю. Р. Буткевич*, М. Ю. Зуев, С. С. Логинов, О. А. Сивинцева
Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева – КАИ,
Российская Федерация, 420111, Казань, ул. К. Маркса, 10 bytkevic@mail.ru*
АННОТАЦИЯ
Представлены результаты моделирования системы передачи информации, использующей метод мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) и скремблированием формируемых сигналов. Для скремблирования используется формирователь псевдослучайных сигналов, построенный на основе системы Лоренца, подверженной квазирезонансным воздействиям. Приведены результаты влияния глубины модуляции параметров временной сетки динамической системы Лоренца на статистические характеристики псевдослучайных сигналов. Рассмотрено влияние глубины модуляции параметров временной сетки дискретно-нелинейной системы Лоренца на параметры энергетической эффективности и защищённости информации систем связи с OFDM для различных значений интервала выборки двоичных символов при формировании псевдослучайных сигналов. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании систем передачи информации с OFDM в части статистического моделирования и генерации псевдослучайных сигналов.
1. Van Nee, R. and deWild A. Reducing the peak-to-average power ratio of OFDM // VTC '98. 48th IEEE Vehicular Technology Conference. Pathway to Global Wireless Revolution. 1998. Vol. 3. Pp. 2072-2076. doi: 10.1109/VETEC.1998.686121.
2. Li X. and Cimini L.J. Effects of clipping and filtering on the performance of OFDM // IEEE Commun. Letter. 1998. Vol. 2, no 20. Pp. 131–133. doi: 10.1109/4234.673657.
3. Slimane S.B. Peak-to-average power ratio reduction of OFDM signals using pulse shaping // IEEE. Global Telecommunications Conference. Conference Record, 2000. Vol. 3. Pp. 1412–1416. doi: 10.1109/GLOCOM.2000.891871
4. Jones A. E. and Wilkinson T. A. Combined coding for errorcontrol and increased robustness to system nonlinearities in OFDM // Proceedings of Vehicular Technology Conference – VTC. 1996. Vol. 2. Pp. 904-908. doi: 10.1109/VETEC.1996.501442
5. Davis J. A. and Jedwab J. Peak-to-mean power control for OFDM transmission using Golay sequences and ReedMuller codes // Electronics Letters. 1997. Vol. 33, no. 4. Pp. 267268.
6. Jeon, W.G., Chang, K.H., and Cho, Y.S. An adaptive data predistorter for compensation of nonlinear distortion in OFDM systems // IEEE Transactions on Communications. 1997. Vol. 45, no. 10. Pp. 1167-1171. doi: 10.1109/26.634677.
7. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов модуляцией несущей псевдослучайной последовательностью / В.И. Борисов, А.Е. Зинчук, А.Е. Лимарев и др.; Под ред. В.И. Борисова. М.: Радио и связь, 2003. 640 с.
8. Dmitriev A.S., Panas A.I. Dynamic chaos: new invormation carriers for telecommunication systems. Moscow: Publishing House for Physics and Mathematics Literature, 2002. 252 p.
9. Afanas'ev V.V., Loginov S.S. Pulse random processes in analysis and diagnostics of nonlinear systems with dynamic chaos // Journal of Communications Technology and Electronics. 2013. Vol. 58. no 4. P. 340-346. DOI: 10.7868/S0033849413040013.
10. Information Scrambling by Lorenz System Based Sequences in OFDM / S. S. Loginov, M. Y. Zuev, Y. G. Agacheva et al // 2020 Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications (SYNCHROINFO). 2020. Pp. 1-4. doi: 10.1109/SYNCHROINFO49631.2020.9166047.
11. Зуев М. Ю. Комплексное повышение эффективности радиоэлектронных устройств и систем передачи информации с OFDM на основе нелинейных систем с динамическим хаосом // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2022. Vol. 25, no 1. Pp. 55-64. doi: 10.18469/1810-3189.2022.25.1.55-64.
12. Zuev M. Y., Sivintseva O. A. Pseudorandom Sequences Generated by Modified Lorentz System // 2021 Systems of Signal Synchronization,
Generating and Processing in Telecommunications (SYNCHROINFO). 2021. Pp. 1-4. doi: 10.1109/SYNCHROINFO51390.2021.
13. Loginov S. S., Zuev M. Y. and Agacheva Y. G. A Pseudorandom Signal Generator Based on the Lorentz System Subjected to Quasi-Resonant Action // 2020 Wave Electronics and its Application in Information and Telecommunication Systems (WECONF). 2020, Pp. 1-4. doi: 10.1109/WECONF48837.2020.9131530.
14. Zuev M. Y. and Loginov S. S. Generation of pseudo-random signals based on a modified Lorenz system, realized over a Galois finite field // 2018 Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications. 2018. Pp. 1-4, doi: 10.1109/SOSG.2018.8350594.
15. Loginov S.S., Afanasiev V.V. Poly-Gaussian models in describing the signals of Lorenz dynamic system. // Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications. 2018. Pp. 1-4. doi: 10.1109/SOSG.2018.8350616.
16. Afanasyev V. V., Zuev M. Yu. Quasi-Resonant Effects on Systems with Dynamic Chaos // 2020 Wave Electronics and its Application in Information and Telecommunication Systems (WECONF). 2020. Pp. 1-4. doi: 10.1109/WECONF48837.2020.9131466.
17. Зуев М. Ю., Кафаров К. М., Логинов С.С. О взаимосвязи показателей хаотической динамики и статистических характеристик псевдослучайных сигналов на основе нелинейных систем Лоренца и Чуа // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2021. № 2(50). С. 21-29. doi: 10.25686/2306-2819.2021.2.21.
18. Zuev M. Y., Sivintseva O. A., Loginov S. S. Pseudo-Random Signal Generator Based
on the Rössler System Implemented Over a Finite Galois Field // 2020 Wave Electronics and its
Application in Information and Telecommunication Systems (WECONF). 2020. Pp.1-4. doi: 10.1109/WECONF48837.2020.9131522.
19. Афанасьев В.В., Логинов С.С., Польский Ю.Е. Статистические характеристики двоичных псевдослучайных сигналов, формируемых на основе систем Дмитриева-Кислова и Анищенко-Астахова // Инфокоммуникационные технологии. 2012. T. 10, № 2. С. 4-7.
20. Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. М.: Радио и связь, 1985. 384 с.
21. Султанов А.Х., Мешков И.К., Ишмияров А.А. Метод повышения энергетической эффективности систем OFDM, основанный на уменьшении пик-фактора // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2018. Т. 21, № 3. С. 25-31.
22. Local Shannon entropy measure with statistical tests for image randomness / Y. Wu, Y.C. Zhou, G. Saveriades et al // Information Sciences. 2013. 222(323). Pp. 323–342. doi:10.1016/j.ins.2012.07.049.
Для цитирования: Буткевич Ю. Р., Зуев М. Ю., Логинов С. С., Сивинцева О. А. Формирователи псевдослучайных сигналов на основе системы Лоренца в средствах повышения эффективности функционирования систем передачи информации с OFDM // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2022. № 1 (53). С. 33-44. DOI: https://doi.org/10.25686/2306-2819.2022.1.33
Отдел научных программ, интеллектуальной собственности и НИРС
(8362) 68-60-13, аудитория 404 (I) – НИРС, гранты
(8362) 68-60-09, 68-60-62 аудитория 423(I) – ОИС, публикации