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Tesis Doctoral
DOI
https://doi.org/10.11606/T.3.2017.tde-12072017-133122
Documento
Autor
Nombre completo
Rodrigo Tadeu Fontes
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Paulo, 2017
Director
Tribunal
Eisencraft, Marcio (Presidente)
Macau, Elbert Einstein Nehrer
Miranda, Maria das Dores dos Santos
Pimentel, Cecilio José Lins
Piqueira, José Roberto Castilho
Título en portugués
Sistema de comunicação digital em banda limitada baseado em sincronismo caótico.
Palabras clave en portugués
Comunicação digital
Processamento digital de sinais
Telecomunicações
Resumen en portugués
Nas últimas décadas, diversos sistemas de comunicação baseados em caos foram propostos. Dentre eles, vários utilizam uma função para codificar uma mensagem em um sinal caótico, que é caracterizado como um sinal de banda larga. Dado que o canal de transmissão é limitado em banda por natureza, é necessário determinar e controlar o espectro do sinal caótico transmitido por esse sistema. Nesse sentido, um sistema de comunicação em banda limitada, baseado em sincronismo caótico, foi proposto recentemente utilizando-se filtros digitais para controlar a largura de banda dos sinais transmitidos. Esses filtros, inseridos no sistema de comunicação, modificam o sistema original gerador do sinal caótico, tornando-se necessário analisar como essa inserção afeta o sincronismo caótico. Nessa tese, apresenta-se uma análise desse sistema de comunicação digital de tempo discreto, baseado em sincronismo caótico, considerando-se um canal com ruído aditivo branco gaussiano. As condições necessárias para a sincronização desse sistema são obtidas analiticamente, por meio de um teorema, para um mapa gerador de caos qualquer. O desempenho desse sistema é avaliado em termos da taxa de erro de bit, e, para melhorar seu desempenho, propõe-se filtrar o ruído fora da banda do sinal na entrada do receptor. Apesar das condições de sincronismo terem sido determinadas, a inserção dos filtros também pode modificar a natureza caótica dos sinais, e não há garantia que os sinais transmitidos sejam caóticos. Para analisar a natureza caótica dos sinais transmitidos pelo sistema de comunicação, o maior expoente de Lyapunov é obtido numericamente em função dos coeficientes dos filtros, dos parâmetros do mapa e da função de codificação da mensagem.
Título en inglés
Digital bandlimited communication system based on chaotic synchronization.
Palabras clave en inglés
Additive noise
Bandlimited channel
Chaos-based digital communication
Chaotic synchronization
Lyapunov exponents
Resumen en inglés
In recent decades, several chaos-based communication systems have been proposed. Many of them use a function to encode a message into a chaotic signal, which is characterized as wideband. Since every transmission channel is bandlimited in nature, it is necessary to determine and to control the spectrum of the chaotic signal transmitted by this system. This way, a bandlimited chaos-based communication system was recently proposed using digital filters and chaotic synchronization. These filters, inserted in the communication system, modify the original chaotic generator system, becoming necessary to study how their insertion affect chaotic synchronization. In this work, we present an analysis of this discrete-time chaos-based digital communication system considering an additive white Gaussian noise channel. The synchronization conditions of this system is analytically obtained, through a theorem, for a generic chaos generator map. The system performance is evaluated in terms of bit error rate, and, to obtain a performance improvement, it is also proposed to filter the out-of-band noise in the receiver. Although the conditions for chaotic synchronization have been determined, the filters insertion can also modify the chaotic nature of the signals, and there is no guarantee that the transmitted signals remain chaotic. To analyze the chaotic nature of the communication system transmitted signals, the largest Lyapunov exponent is numerically accessed as a function of the filters coefficients, the parameters of the map and the message coding function.
 
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Fecha de Publicación
2017-07-12
 
ADVERTENCIA: El material descrito abajo se refiere a los trabajos derivados de esta tesis o disertación. El contenido de estos documentos es responsabilidad del autor de la tesis o disertación.
  • FONTES, R. T., Eisencraft, Marcio, e MONTEIRO, L. H. A. SISTEMA DE COMUNICAÇÃO DIGITAL USANDO SINAIS CAÓTICOS EM CANAIS DE BANDA LIMITADA [doi:10.5540/DINCON.2011.001.1.0041]. , 2011.
  • FANGANIELLO, R. D., et al. Chaotic communications in bandlimited channels. In Marcio Eisencraft, Romis Attux, and Ricardo Suyama. Chaotic Signals in Digital Communications [online]. Organizador. Boca Raton, Florida : CRC Press, 2013{Volume}, p. 265-276.http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3142/tde-12072017-133122/
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