Сверхширокополосные беспроводные коммуникационные








Технология


Динамический (детерминированный) хаос – сложное непериодическое движение, порождаемое нелинейными динамическими системами. Это движение может возникать при отсутствии внешних шумов и полностью определяется свойствами самой детерминированной динамической системы.

Динамический хаос (хаотические колебания) обладает рядом свойств, которые делают привлекательным его применение как информационного носителя в коммуникационных технологиях. Эти свойства включают, в частности, потенциально высокие скорости передачи информации, устойчивость широкополосных сигналов к замираниям при многолучевом распространении и возможности организации конфиденциальной связи. Однако многочисленные исследования в области применения динамического хаоса к передаче информации показывают, что практическая реализация потенциальных достоинств хаоса сталкивается с рядом серьезных проблем. Мы полагаем, что эти проблемы связаны в частности, с тем, что предложенные схемы передачи базируются на традиционной архитектуре трансиверов, где хаос используется в качестве подносителя, модулирующего высокочастотный носитель. В этом случае такое привлекательное свойство хаоса как его широкополосность (сверхширокополосность) выпадает из рассмотрения, хотя именно оно может обеспечить высокие скорости передачи и большую базу сигнала.

Для того чтобы преодолеть эту проблему, вместо традиционной структуры трансиверов были предложены, прямохаотические приемопередатчики. Прямохаотические системы связи (ПХСС) представляют собой системы, основанные на динамическом хаосе, в которых полезная информация вводится в хаотический сигнал, генерируемый прямо в радио- или СВЧ-диапазоне.

Ключевым понятием предложенной технологии является понятие хаотического радиоимпульса. Это фрагмент хаотического сигнала, длительность которого превышает длительность «квазипериода» хаотических колебаний. Полоса частот хаотического радиоимпульса определяется полосой частот исходного хаотического сигнала, генерируемого источником хаоса, и не зависит о длины импульса в широкой области изменения его длительности. Это существенно отличает хаотический радиоимпульс от обычного радиоимпульса, представляющего собой фрагмент периодического носителя.

Основу прямохаотических систем составляют три главные идеи:
  • источник хаоса генерирует хаотические колебания непосредственно в нужной полосе СВЧ-частот;
  • информация вводится в хаотический сигнал посредством формирования последовательности хаотических радиоимпульсов;
  • информация извлекается из СВЧ-сигнала без промежуточного преобразования частоты.
Как показали независимые экспертизы ПХСС, является одной из базовых технологий для нелицензируемых сверхширокополосных систем связи. Среди потенциальных областей ее применения: различные сенсорные сети; беспроводные системы связи для интеллектуальных домов и квартир; охранные системы повышенной безопасности; дистанционное управление автомобилями; средства точной локации и позиционирования на малых расстояниях; высокоскоростные персональные беспроводные сети связи, сопрягаемые с существующими и перспективными сотовыми системами связи; средства мониторинга больных в клиниках, пожарных в горящих объектах, товаров на складах и др.; беспроводное управление домашними приборами и многое другое.