На современном этапе развития телекоммуникационных технологий появляется необходимость в создании новых систем передачи информации, устойчивых к за-мираниям и помехам, обладающих большой информационной емкостью и обеспе-чивающих высокий уровень конфиденциальности передаваемого сообщения. Такие системы могут быть реализованы при использовании динамического хаоса. Динамический хаос – это сложные, непериодические колебания, порождаемые нелинейными динамическими системами. Благодаря своей широкополосности, квазислучайности и чувствительности к параметрам порождающего их устройства, использование этих колебаний в качестве несущей позволяет решить задачи, поставленные перед системами передачи информации. В данной работе рассматривались системы связи, использующие в качестве несущей, хаотические колебания, возникающие в генераторе Чуа (рис.1). В [1] подробно рассматривается процесс выработки синхронного отклика в системе из двух таких связанных гене-раторов. Причем синхронизуемый генератор может генерировать отклик только под действием ведущей системы. Утверждается, что при передаче сигнала с выхода ведущей системы на вход ведомой, при близких значениях параметров обеих сис-тем, на выходе ведомой системе сформируется отклик, синхронный с сигналом на выходе ведущей. Причем, благодаря притягивающим свойствам странного аттрактора, эта синхронность не нарушится при незначительных искажениях сигнала в процессе его распространения от выхода ведущей к входу ведомой систем. На этом свойстве системы “ведущая-ведомая” основываются различные методы передачи информации, некоторые из которых смоделированы в среде LabVIEW и представлены в данной работе.

Первая рассматриваемая система передачи двоичной информации использует две системы “ведущая-ведомая” работающих в различных хаотических режимах. Принципиальная схема моделирующей ее программы в среде LabVIEW представле-на на рис.2. В соответствии с тем, какой бит передается, модулятор переключает генератор, передающий сигнал в канал связи. Сравнивая степень синхронизации принятого сигнала (сигнала, на входе ведомых систем) и синхронных откликов, полученных на выходе ведомых систем, можно сделать вывод о том, какой из гене-раторов передавал сигнал в канал связи. Блоки генератора представляют собой подпрограмму, решающую систему дифференциальных уравнений, описывающих генератор Чуа методом Рунга-Кутта.

Генератор помех предназначен для внесения различных типов помех в передаваемый сигнал. Синхронизуемый генератор похож на синхронизующий, но с некоторыми изменениями, вносимыми связью между ведущей и ведомой системами. Вторая смоделированная система основана на идее маскировки информационного сигнала хаотической несущей (рис.3). Данная система реализуема благодаря устойустойчивости хаотического отклика по отношению к малым искажениям синхронизующего сигнала. Вычитая синхронный отклик из принятого сигнала, можно извлечь переданное сообщение. В этой схеме возможна передача сигналов произвольной формы, в частности, в данной модели осуществляется передача буквенной информации, представленной в виде телеграфного сигнала.

Последняя смоделированная система основана на принципе нелинейного подмешивания сигнала к хаотической несущей (рис.4). В данной схеме сообщение добавляется к несущей в процессе ее формирования. Результаты моделирования подтвердили тот факт, что рассмотренные системы обладают довольно низкой помехоустойчивостью и представляют исключительно теоретический интерес. Представленные компьютерные модели могут быть использованы в качестве лабо-раторной работы, направленной на изучение систем передачи информации на хао-тической несущей и процессов синхронизации хаотических колебаний.

Работа выполнена при поддержке академической программы компании Intel.

[1] Дмитриев А.С., Панас А.И. Динамический хаос: новые носители информации для систем связи. – М.: Издательство Физ.-мат. литературы, 2002, 252 с.