Повышение структурной скрытности цифровых сигналов путем применения нерегулярных числовых последовательностей

Заключение

.

Целью диссертации являлась разработка новых алгоритмов формирования нерегулярных числовых последовательностей для обеспечения повышенной структурной скрытности в радиотехнических системах. Предлагаемые алгоритмы должны обладать следующими свойствами:

— отсутствие регулярных движений при формировании последовательностей в больших диапазонах управляющих параметров (показатели Ляпунова для формируемых последовательностей должны быть положительны);

— возможность изменять структуру числовых последовательностей;

— обеспечение большой длины неповторяющихся элементов последовательности;

— оптимизированные начальные условия для обеспечения хороших корреляционных характеристик.

В данной работе разработаны новые алгоритмы формирования нерегулярных числовых последовательностей на основе полиномов Чебышева второго рода. В ходе разработки были поставлены и решены следующие задачи:

— предложен способ повышения структурной скрытности цифровых сигналов путем применения алгоритмов формирования нерегулярных числовых последовательностей на основе полиномов Чебышева;

— разработанные алгоритмы формирования нерегулярных числовых последовательностей на основе полиномов Чебышева второго рода лишены недостатков, характерных для известных алгоритмов, а также обладают целым рядом преимуществ;

— предложены способы формирования пакетных цифровых сигналов, использующих нерегулярные числовые последовательности, исследованы свойства этих сигналов, из которых следует вывод о возможности их аппаратного формирования и передачи по каналам связи;

— обеспечена способность модели системы связи исправлять пакетные ошибки за счет использования нерегулярных числовых последовательностей, сформированных алгоритмами на основе полиномов Чебышева, даны практические рекомендации для построения модели радиотехнической системы.

Таким образом, цель данной работы можно считать достигнутой.

Также можно резюмировать, что использование хаотических числовых последовательностей является актуальной научно-технической задачей, а разработка новых алгоритмов формирования нерегулярных числовых последовательностей имеет практические перспективы.

1. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов модуляцией несущей псевдослучайной последовательностью / В. И. Борисов, В. М. Зинчук, А. Е. Лимарев и др.- под.ред. В. И. Борисова. М.: Радио и связь, 2003. — 640 с.

2. Дмитриев A.C., Панас А. И., Старков С. О. Динамический хаос как парадигма современных систем связи // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. -1997. № 10 — С. 4−26.

3. Шустер Г. Детерминированный хаос: Введениепер. с англ.-М.: Мир, 1988. 240 с.

4. Мун Ф. Хаотические колебания: Вводный курс для научных работников и инженеров: пер. с англ.-М.: Мир, 1990.-312 с.

5. Алексеев А. И., Шереметьев А. Т., Тузов Г. И., Глазов Б. И. Теория и применение псевдослучайных сигналов. М.: Наука, 1969. — 365 с.

6. Шумоподобные сигналы в системах передачи информации. Под ред. проф. Пестрякова В. Б. М.: Сов. радио, 1973. — 424 с.

7. Дмитриев A.C., Панас А. И. Динамический хаос: новые носители информации для систем связи М.: Издательство физико-математической литературы, 2002; 252 с.

8. Кузнецов С. П. Динамический хаос. М.: Издательство физико-математической литературы, 2001. — 296 с.

9. Кулешов В. Н., Ларионова М. В., Удалов H.H. Система передачи информации с хаотической несущей // Вестник МЭИ, 1997. № 5- С.54−61.

10. Перов А. И. Оптимальная фильтрация управляющего параметра дискретного хаотического процесса с неизвестным начальным значением // Радиотехника. 2001. — № 7 — С. 3−8.

11. Капранов М. В., Кулешов В. Н., Ларионова М. В., Морозов А. Г., Удалов.

12. H.H. Свойства систем передачи информации с манипуляцией параметрами и начальными условиями генераторов хаотических колебаний // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники.2000.-№ 11.-С. 48−59.

13. А. И. Перов, П. В. Плотников, A.A. Перов. Некоторые аспекты оптимального оценивания конечной выборки дискретного хаотического процессазначением // Радиотехника. 2001. -№ 7. — С. 9−16.

14. Морозов А. Г. Использование цифровых хаотических последовательностей для передачи информации: Автореферат диссертации к.т.н. М.: МЭИ, 2001, — 16 с.

15. Хандурин A.B. Сигналы с аддитивной фрактальной структурой: Автореферат диссертации к.т.н. М.: МЭИ, 2011. — 20 с.

16. Варакин Л. Е. Системы связи с шумоподобными сигналами.- М.: Радио и связь, 1985.-384 с.

17. Шахтарин Б. И. и др. Генераторы хаотических колебаний: Учебное пособие / Б. И. Шахтарин, П. И. Кобылкина, Ю. А. Сидоркина, A.B. Кондратьев, C.B. Митин.-М.: Гелиос АРВ, 2007. 248 с.

18. Анищенко B.C. Взаимодействие странных аттракторов (CA), перемежаемость типа «хаос-хаос» // Письма ЖТФ. 1984. — Т. 10, вып. 10. -С. 629−632.

19. Анищенко B.C. Стохастические колебания в радиофизических системах. Ч.1.2, — Саратов: Изд-во СГУ, 1985; 1986.

20. Анищенко B.C. Разрушение квазипериодических колебаний и хаос в диссипативных системах // ЖТФ. 1986. — Т. 56, № 2. — С. 225−237.

21. Анищенко B.C., Арансон И. С., Постнов Д. Э., Рабинович М. И. Пространственная синхронизация и бифуркации развития хаоса в цепочке связанных генераторов // ДАН СССР. 1986. — Т. 286, № 5. — С. 1120−1124.

22. Анищенко B.C., Астахов В. В. Экспериментальное исследование стохастизации автоколебаний в усилителях с внешней обратной связью // Лекции по электронике СВЧ и радиофизике, кн. 5. Саратов: Изд-ва СГУ, 1980.-С. 118−133.

23. Анищенко B.C., Астахов В. В. Экспериментальное исследование механизма возникновения и структуры странного аттрактора в генераторе с инерционной нелинейностью // Радиотехника и электроника. 1983. — Т. 28, № 6.-С. 1109−1115.

24. Анищенко B.C., Астахов В. В. Бифуркационные явления в автостохастическом генераторе с инерционной нелинейностью // ЖТФ. -1983.-Т. 53, вып. И.-С. 2165−2170.

25. Анищенко B.C., Астахов В. В., Летчфорд Т. Е. Многочастотные и стохастические автоколебания с инерционной нелинейностью // Радиотехника и электроника. 1982. — Т. 27, № 10. — С. 1972;1978.

26. Анищенко B.C., Астахов В. В., Летчфорд Т. Е. Стохастический аттрактор в модели генераторов с инерционной нелинейностью / Вопросы электроники СВЧ. Саратов: Изд-во СГУ, 1983. — С. 31−44.

27. Анищенко B.C., Астахов В. В., Летчфорд Т. Е., Сафонова М. А. О бифуркациях в трехмерной двупараметрической автономной колебательной системе со странным аттрактором // Изв. ВУЗов. Радиофизика. 1983. — Т. 26, № 2. — С. 169−176.

28. Анищенко B.C., Астахов В. В., Летчфорд Т. Е., Сафонова М. А. К вопросу о структуре квазигиперболической стохастичности в инерционномавтогенераторе // Изв. ВУЗов. Радиофизика. 1983. — Т. 26, № 7. — С. 832 842.

29. Анищенко B.C., Летчфорд Т. Е., Сафонова М. А. Влияние диссипативной нелинейности на бифуркации в автостохастических системах // Радиотехника и электроника. 1984. — Т. 29, № 7. — С. 1355−1361.

30. Анищенко B.C., Летчфорд Т. Е., Сафонова М. А. Разрушение квазипериодического движения за счет удвоений и стохастичность в системе связанных генераторов // Изв. ВУЗов. Радиофизика. 1984. — Т. 27, № 5.-С. 565−575.

31. Анищенко B.C., Летчфорд Т. Е., Сафонова М. А. Эффекты синхронизации и бифуркации синхронных и квазипериодических колебаний в неавтономном генераторе // Изв. ВУЗов. Радиофизика. 1985. — Т. 28, № 9. -С. 1112−1125.

32. Анищенко B.C., Вадивасова Т. Е., Шиманский-Гайер Л. Динамическое и статистическое описание колебательных систем / под.ред. Анищенко В. С. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика" — Институт компьютерных исследований, 2005. 156 с.

33. Тратас Ю. Г. Применение методов статистической теории связи к задачам приема хаотических колебаний // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 1998. -№ 11. — С. 57−80.

34. ТратасЮ.Г. Эффективная передача информации хаотическими колебаниями // Радиотехника 2011. -№ 4. — С. 4−11.

35. ТратасЮ.Г. Синхронизация генераторов хаотических колебаний на основе алгоритмов оптимальной нелинейной фильтрации марковских сигналов // Радиотехника.- 2011. -№ 4. С. 27−32.

36. Беспалов Е. С. Способ маркирования числовых последовательностей и его применение // В кн.: Сборник трудов XLIX НТК МИРЭА.- М.: МИРЭА, 2000 С.43−47.

37. Беспалов Е. С. Алгоритм генерирования дискретной нерегулярной числовой последовательности / В кн.: LVII научная сессия, посвящённая Дню радио. Труды. Том I М.: ИПРЖР, 2002. С. 264−265.

38. Беспалов Е. С. Маркированные нерегулярные числовые последовательности / В кн.: Сборник трудов 51-ой НТК МИРЭА, часть 2-М.: МИРЭА, 2002. С. 23−26.

39. Беспалов Е. С. Маркированная хаотическая последовательность чисел для систем измерения задержки синала // Измерительная техника.- 2003. -№ 3. С. 6−7.

40. Беспалов Е. С., Мусянков М. И., Платонов С. А. Алгоритмы формирования маркированных хаотических последовательностей / В кн.: LVIII научная сессия, посвящённая Дню радио. Труды. Том 2.-М.: ИПРЖР, 2003. С. 5052.

41. Беспалов Е. С. Способ маркирования дискретных числовых последовательностей для исследования режимов динамических систем // Измерительная техника 2003. -№ 8 — С. 30−32.

42. Беспалов Е. С., Платонов С. А., Родичев П. В. Исследование алгоритмов обработки маркированной хаотической последовательности чисел / В кн.: 52-ая научно-техническая конференция. Сборник трудов. Часть 2. Физ-мат. науки.- М.: МИРЭА, 2003, — С. 84−87.

43. Беспалов Е. С., Платонов С. А., Родичев П. В. Исследование алгоритмов обработки маркированной хаотической последовательности чисел / В кн.: 52-ая НТК. Сборник трудов. Часть 2. Физ-мат. науки М.: МИРЭА, 2003 -С. 84−87.

44. Беспалов Е. С. Способ определения значения управляющего параметра нерегулярной последовательности чисел // Измерительная техника 2004, № 8,-С. 42−44.

45. Беспалов Е. С., Платонов С. А. Исследование способа определения значения управляющего параметра нерегулярной последовательности чисел // Метрология: приложение к журналу «Измерительная техника».- 2004. -№ 11. С. 3−11.

46. Беспалов Е. С. Связанные алгоритмы формирования нерегулярных числовых последовательностей / В кн.: 54-я НТК МИРЭА.-Сб.трудов, часть 2, физ-мат. науки.- М.: МИРЭА, 2005. С. 15−18.

47. Беспалов Е. С., Платонов С. А. Маркированные хаотические последовательности чисел и их применение / В кн.: Методы и устройства помехоустойчивого приёма радиосигналов: Межвуз. сборник научн. трудов.-М.: МИРЭА, 2005.-С. 9−18.

48. Беспалов Е. С. Формирование нерегулярных числовых последовательностей по алгоритмам, содержащим классические полиномы // Радиотехника.- 2007. -№ 9. С. 48−50.

49. Беспалов Е. С. Алгоритмы нелинейного преобразования нерегулярных числовых последовательностей // Научный вестник МИРЭА 2010. -№ 1(8).-С. 74−79.

50. Беспалов Е. С., Кислаев А. Г. Псевдослучайные сигнально-кодовые конструкции / Сборник всех докладов. Том.1. Труды РНТОРЭС им. A.C. Попова. 14-я Международная конференция «Цифровая обработка сигналов и её применение-08РА-2012», Москва, 2012, — С.255−256.

51. Pickover С. Generating Extraterrestrial Terrain // IEEE Computer Graphics and Applications, Vol.5, No.2, 1995, 18−21.

52. M. Хаслер. Достижения в области передачи информации с использованием хаоса // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 1998. -№ 11. — С.37−43.

53. Симиу Э. Хаотические переходы в детерминированных и стохастических системах. Применение метода Мельникова в технике, физике и нейрофизиологии. М.: ФИЗМАТ ЛИТ, 2007. — 208 с.

54. Лихтенберг А., Либерман М. Регулярная и стохастическая динамика / Пер. с англ. под ред. Б. В. Чирикова. Череповец: Меркурий-ПРЕСС, 2000. -528 с.

55. Пат. 2 422 989 (РоссийскаяФедерация), МПКН04 В 1/10. Способ передачи информации широкополосными псевдослучайными сигналами / Волошин Л. А., Безгинов И. Г. № 2 010 100 500/09, заявл. 11.01.2010, опубл. 27.06.2011, Бюл.№ 18.-9 с.

56. Пат. 2 384 858 (РоссийскаяФедерация), MTIKG01S5/00. Устройство для определения расстояния между воздушными судами / Заренков В. А., Заренков Д. В., Дикарев В. И., Койнаш Б. В. № 2 008 129 020/09, заявл. 02.07.2008, опубл. 20.03.2010, Бюл. № 8. — 12 с.

57. Пат. 2 363 009 (РоссийскаяФедерация), MIIKG01S 1/08. Система для определения пространственного положения объекта / Заренков В. А., Заренков Д. В., Дикарев В. И., Койнаш Б. В. № 2 007 143 470/09, заявл. 14.11.2007, опубл. 27.07.2009, Бюл. № 21. — 13 с.

58. Пат. 2 234 135 (РоссийскаяФедерация), MIIKG08B 13/14. Устройство охранной сигнализации / Леныиин В. П., Рихтер С. Г. № 2 003 105 521/09, заявл. 27.02.2003, опубл. 10.08.2004. 6с.

59. Пат. 2 117 401 (РоссийскаяФедерация), МПКН04К1/00, H04L 9/00, H04J 3/17. Устройство конфиденциальной связи / Жуков А. О., Михалевич И. Ф., Сычев К. И. № 97 105 227/09, заявл. 01.04.1997, опубл. 10.08.1998. 12с.

60. Пат. 2 355 103 (РоссийскаяФедерация), МПКН03К 3/84. Генератор псевдослучайной последовательности / Башкирцев А. С., Кузнецов В. Е., Роднин Ю. А. № 2 007 140 610/09, заявл. 01.11.2007, опубл. 10.05.2009, Бюл. № 13.-11 с.

61. Пат. 94 001 388 (РоссийскаяФедерация), MT1KG06 °F 7/58. Генератор N-значной псевдослучайной последовательности / Колесников В. Б., Мельников А. А. № 94 001 388/09, заявл. 12.01.1994, опубл. 20.08.1996. 5с.

62. Борисов В. И. и др. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов методом псевдослучайной перестройки рабочей частоты. М.: Радио и связь, 2000. — 384 с.

63. RickerW.E. Stockandrecruitment. «J. FishRes. Board Canada», 1954, 11,№ 5, 559−623.

64. Кочубиевский И. Д., Шапиро А. П. Модели поведения систем с дискретным временем в законе функционирования // Итоги науки и техники. Сер. техническая кибернетика. М.: ВИНИТИ. 1983. -Т. 16. — С. 273−303.

65. May R.M. Simple mathematical model with very complicated dynamics. «Nature», 1976, 261, № 5560, 459−467.

66. May R.M. Oster G.F. Bifurcation and dynamical complesity in simple-ecological models. «The American Naturalist», 1976, 110, № 974, 573−599.

67. Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)". М., 2010. — С. 18−21.

68. Дьяконов В. П. MATLAB и SIMULINK для радиоинженеров. М.: «ДМК-Пресс», 2011.-976 с.

69. Кондратов В. Е., Королев С. Б. MATLAB как система программирования научно-технических расчетов. М.: Мир, Институт стратегической стабильности Минатома РФ, 2002. — 350 с.

70. Свободная энциклопедия Wikipediaэлeктpoнный ресурс. Режим доступа: ЬЦр://ги.лу1к1ресЦа.ощЛу1к1/Скремблер, свободный. — Скремблер

71. Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь. М.: Связь, 1979. — 592 с.

72. Кузелин М. О., Кнышев Д. А., Зотов В. Ю. Современные семейства ПЛИС фирмы ХШпх. Справочное пособие. М.: Горячая линия — Телеком, 2004. — 440 с.

73. Спиричев Д. Л. Обеспечение информационной безопасности в телекоммуникационных системах с применением полиномов Чебышева // Нелинейный мир. № 5. М.: Радиотехника. -2013.-е. 299−303.

74. Финкецеллер К. ИРГО-технологии. Справочное пособие. М.: Додэка-ХХ1, 2010.-496 с.

75. СВЧ система инструментальной посадки самолета (реферат) // Зарубежная радиоэлектроника. 1972, № 11. — С. 3−21.

76. Беспалов Е. С., Спиричев Д. Л. Алгоритм ограничения доступа на основе тригонометрического тождества / Труды РНТОРЭС им. A.C. Попова RDC-2012. Выпуск LXVII. М.: Информпресс-64, 2012. С. 60−62.

77. Янке Е., Эмде Ф., Леш Ф. Специальные функции (Формулы, графики, таблицы). М.: Наука, 1964. — 344 с.