[论文解读] Direct Chaotic Communication in Microwave Band

A. S. Dmitriev, A. I. Panas+1 more|ArXiv.org|Oct 29, 2001

Chaos control and synchronization参考文献 14被引用 12

一句话总结

本文提出了一种在微波频段使用混沌源直接生成微波频段振荡的直接混沌通信（DCC）方案。通过将信息调制到混沌无线电脉冲流中，并采用包络检测，该方案实现了高达70 Mbps的数据速率，实验验证了微波传输中的可行性。

ABSTRACT

We discuss the concept of Direct Chaotic Communication (DCC). The scheme is based on the following ideas: (1) the chaotic source generates chaotic oscillations directly in the specified microwave band; (2) information component is input by means of formation of the appropriate stream of chaotic radio pulses; (3) envelope detection is used. The principle of communication scheme is confirmed experimentally in microwave band. The transmission rates of 3.34, 10.0 and up to 70.0 Mbps are demonstrated. his only looks like the abstract.

研究动机与目标

• 开发一种无需中频变频的直接混沌通信系统，工作于微波频段。
• 利用直接在微波范围内生成的混沌信号实现高速数据传输。
• 验证包络检测在解调嵌入混沌无线电脉冲中的信息方面的可行性和有效性。
• 在实际微波通信系统中展示超过70 Mbps的实用数据速率。
• 建立一种基于混沌动力学的鲁棒、低复杂度通信方案，用于安全的微波传输。

提出的方法

• 设计了一种混沌源，可直接生成微波频段的振荡，无需混频或频率变频。
• 通过调制混沌无线电脉冲串的时序或幅度来编码信息。
• 在接收端采用包络检测，从混沌载波中提取信息信号。
• 系统无需复杂同步，依赖混沌信号固有的相关结构。
• 实验设置使用微波组件在2–4 GHz频段生成并传输混沌信号。
• 通过包络检测实现信号恢复，简化了接收机结构并降低了功耗。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否在不进行频率上变频的情况下，直接在微波频段生成并传输混沌信号？
• RQ2 包络检测是否是解调嵌入微波混沌脉冲中信息的可行且高效的方法？
• RQ3 在直接混沌通信系统中，微波频谱内可实现的数据速率是多少？
• RQ4 在最小同步要求下，系统在真实微波传播条件下的性能如何？
• RQ5 能否在微波频段使用混沌波形实现高速数据传输（例如数十 Mbps）？

主要发现

• 所提出的DCC系统在微波频段成功实现了3.34 Mbps、10.0 Mbps以及高达70.0 Mbps的数据传输。
• 实验结果证实，包络检测可在无需复杂同步的情况下有效恢复来自混沌微波脉冲的信息。
• 通过专用振荡器电路实现了微波频段混沌的直接生成，验证了该方法的可行性。
• 系统在高速率下保持了鲁棒性能，显示出在安全、高带宽通信方面的潜力。
• 无需中频混频简化了收发器设计，降低了硬件复杂度。
• 该方案支持高谱效率，并因传输信号的混沌特性而具备内在安全性。