Генерування широкосмугових хаотичних сигналів для прихованої передачі інформації в телекомунікаційних системах

ГЕНЕРУВАННЯ ШИРОКОСМУГОВИХ ХАОТИЧНИХ СИГНАЛІВ ДЛЯ ПРИХОВАНОЇ ПЕРЕДАЧІ ІНФОРМАЦІЇ В ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНИХ СИСТЕМАХ

GENERATION OF BROADBAND CHAOTIC SIGNALS FOR HIDDEN TRANSMISSION OF INFORMATION IN TELECOMMUNICATION SYSTEMS

 

Сторінки: 192-198. Номер: №4, 2020 (287)

Автори:
M.О. СЛОБОДЯН, А.А. ТАРАНЧУК, В.Є. ГАВРОНСЬКИЙ
Хмельницький національний університет

M. SLOBODIAN, A. TARANCHUK, V. GAVRONSKIY
Khmelnytskyi National University

DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2020-287-4-192-198

Рецензія/Peer review : 19.10.2020 р.
Надрукована/Printed : 06.11.2020 р.

 

Анотація мовою оригіналу

     Стаття присвячена математичному моделюванню генератора широкосмугових хаотичних коливань на основі класичної нелінійної динамічної системи Лоренца. На базі двох синхронно зв’язаних динамічних генераторів Лоренца була побудована модель системи передачі інформації з хаотичним маскуванням довільного вузькосмугового сигналу широкосмуговим хаотичним сигналом. Чисельний розв’язок диференціальних рівнянь системи та амплітудний спектр вихідного сигналу хаотичного генератора було розраховано за допомогою програмного забезпечення Matlab. З метою дослідження зміни динамічного режиму залежно від параметрів моделі було розраховано спектр показників Ляпунова та побудовано діаграму біфуркацій. Модель системи синхронізації зв’язаних динамічних систем та модель генератора вузькосмугових сигналів з довільним типом модуляції були побудовані в середовищі імітаційного моделювання Simulink.
Ключові слова: хаос, хаотичне маскування, динамічні системи, синхронізація.

 

Розширена анотація англійською мовою

     The article is devoted to mathematical modelling of a broadband chaotic oscillation generator based on the classical nonlinear Lorentz dynamical system. A model of the information transmission system with chaotic masking of an arbitrary narrowband signal by a broadband chaotic signal was built on the basis of two synchronously connected Lorentz dynamic generators. The numerical solution of the system’s differential equations and the amplitude spectrum of the output signal of the chaotic generator were calculated using Matlab software. In order to study the change in the dynamic regime depending on the parameters of the model, the spectrum of Lyapunov exponents was calculated and a bifurcation diagram was constructed. The model of the synchronization system of coupled dynamic systems and the model of the narrowband signal generator with any type of modulation were built in the Simulink software.
Keywords: chaos, chaotic masking, dynamic systems, synchronization.

 

References

1. Abazina E. S. Digital Steganography: Status and Development Outlook / E. S. Abazina, A. A. Erunov // Systems of Control, Communication and Security. – 2016. – Issue 2. – P. 182–201.
2. Zemlyaniy O.V. Information transmission based on spectrum manipulation of a wideband chaotic signal / V. Zemlyaniy // Radio physics and electronics. – 2015. – Volume 6(20), Issue 3. – P. 72–78.
3. Ivanyuk P.V. Chaotic masking of information signals using generator based on the Liu system / P.V. Ivanyuk, L.F. Politansky, R.L. Politansky, O.M. Eliiashyv // Tekhnologiya i Konstruirovanie v Elektronnoi Apparature. – 2012. – Issue 3. – P. 11–17.
4. Pyatin I.S. Confidential communications system / I.S. Pyatin, V.I. Lughanskiy, L.V. Karpova // Herald of Khmelnytskyi National University Technical sciences. – 2015. – Volume 221. Issue 1. – P. 207–212.
5. Kolesov V.V. Application of discrete chaotic algorithms in broadband telecommunication systems / Vladimir V. Kolesov, Alexander I. Polubekhin, Eugene P. Chigin, Alexander D. Yurin // Vestnik SibGUTI. – 2016. – Issue 3. – P. 77–92.
6. Agureev K.I. The application of deterministic chaos to transmisson of information (review) / K.I. Agureev // Izvestiya TulGU. Technical sciences. – 2014. – Issue. 11. Part. 2. – P.197–212.
7. Dmitriev А.S. Dynamic chaos: novel type of information carrier for communication systems / А.S. Dmitriev, А.I. Panas. – М. : Izdatelstvo Fizikomatematicheskoy literatury, 2002. – 252 p.
8. Prikladne zastosuvannya teorii khaotichnikh sistem u telekomunikacziyakh: monografiya / [Yu.Ya. Bobalo, S.D. Galyuk, M.M. Klimash, R.L. Politansky] ; Nacz. un-t «Lviv. politekhnika». – Lviv : Kolo, 2015. – 178 p.
9. Perederiy Y.A. Method for calculation of Lyapunov exponents spectrum from data series / Y.A. Perederiy // Izvestiya VUZ. AND. – 2012. – Volume 20, Issue 1. – P. 99–104.
10. Danca M.-F. Matlab code for Lyapunov exponents of fractional order systems / Marius-F. Danca, N.V. Kuznetsov // International Journal of Bifurcation and Chaos. – 2018. – Volume 28, Issue 05, 1850067. – 14 p.
11. Kehui Sun. Bifurcations of fractional-order diffusionless Lorenz system / Kehui Sun, Xia Wang, J.C. Sprott // International Journal of Bifurcation and Chaos. – 2010. – Volume 20, Issue 04. – P. 1209–1219.
12. Taranchuk A.A. Construction of measuring piezoresonance mechanotrons and their practical implementation for telemedicine diagnostic systems / A.A. Taranchuk  // Telecommunications and Radio Engineering. – 2018. – Volume 77, Issue 3. – P. 269–281.