Lorenz - tabanlı diferansiyel kaos kaydırmalı anahtarlama (DCSK) modeli kullanılarak kaotik bir haberleşme sisteminin simülasyonu

Simulation of a communication system using Lorenz - based differential chaos shift keying (DCSK) model

Özet

Kaotik sistemler, "başlangıç şartlarına hassas bağlılık gösteren ve ölçülemeyecek karmaşıklıkta sistemler" olarak tanımlanabilir. Başlangıç şartlarına olan duyarlılığının yanında kaotik sistemler, geniş bantlı, gürültü benzeri ve periyodik olmayan bir yapıya sahiptirler. Bu karakteristiklerinden dolayı, kaotik sistemler farklı bilim dallarında özellikle mühendislik konularında geniş uygulama alanı bulmuştur. Kaotik sistemlerin önemli uygulama alanlarından biri haberleşmedir. Kaotik haberleşme sistemlerinde; kaotik maskeleme, kaotik modülasyon, kaotik kaydırmalı anahtarlama ve tahmini kontrol yöntemi kullanılır. Bu çalışmada yayılı spektrum kaotik haberleşmenin uygulama alanlarından olan Diferansiyel Kaos Kaydırmalı Anahtarlama (DCSK) yönteminin simülasyonları yapılmıştır. Simülasyon yöntemi olarak hızlı olmasından dolayı C dili kullanılmıştır. Literatürde kaotik sistemlerle yapılan uygulamalarda kaos üreteci olarak genellikle Chua devresi kullanılmaktadır. Kaos üreteci olarak Lorenz sistemi kullanılarak DCSK yöntemi ilk kez bu çalışmada incelenmiştir. Lorenz sisteminin performansının Chua devresi ile karşılaştırıldığında daha iyi olduğu görülmüştür.

Abstract

Chaotic systems can be defined as “sensitively dependent to initial conditions and immeasurably complex” systems. Besides the sensitive dependence to the initial conditions, chaotic systems have a wideband, noise-like and non-periodic structure. With this characteristics, chaotic systems has found wide application areas; in different branches of science, especially in engineering. Communications is one of the important applications of chaotic systems. Chaotic masking, chaotic modulation, chaotic shift keying and predictable control method are used in chaotic communications systems. In this study, Differential Chaos Shift Keying, that is a spread spectrum chaotic communication method, was simulated. Because of its fast implementation, “C” programming language was chosen as the simulation environment. In literature, Chua Circuit is usually used as a chaos generator in chaotic system applications. In this study, first time implementation of DCSK method combined with Lorenz system as a chaos generator was examined. It has been seen that the performance of Lorenz system is better when compared with Chua’s circuit.