Chua's circuit is a simple electronic network which exhibits a variety of bifurcation and attractors. The circuit consists of two capacitors, an inductor, a linear resistor, and a nonlinear resistor. In this paper, a transmitter and a receiver using two identical Chua's circuits are proposed and a equivalent T type wire secure communications are investigated. A secure communication method in which the desired information signal is synthesized with the chaos signal created by the Chua's circuit is proposed and information signal is demodulated also using the Chua's circuit. The proposed method is synthesizing the desired information with the chaos circuit by adding the information signal to the chaos signal in the wire transmission system.
보안성을 향상시킬 수 있는 시스템인 카오스 통신 시스템은 신호의 비예측성, 비주기성, 광대역성, 구현의 용이성 등의 특징을 가지며, 초기조건에 굉장히 민감한 특징을 가진다. 이런 특징들로 인해서 카오스 통신 시스템의 보안성은 디지털 통신 시스템보다 우수하다. COOK 변조 방식은 비동기식 수신기를 사용하면서도 다른 카오스 변조 방식보다 BER 성능이 우수하게 평가된다. 하지만 COOK 변조 신호는 정보 비트의 예측이 쉽기 때문에 보안성과 신호의 안전성 측면에서는 다른 카오스 변조 방식보다 나쁘게 평가된다. 따라서 본 논문에서, 우리는 COOK 변조 방식의 보안성과 신호의 안전성을 향상시키기 위해 스크램블링 기법을 응용하여 새로운 스크램블링 COOK 변조 방식을 제안한다. 기존 COOK 변조 방식은 데이터가 1인 경우에만 카오스 신호를 발생시키기 때문에 데이터 예측이 가능하지만, 스크램블링 COOK 변조 방식은 발생된 카오스 신호가 0일 수도 있으며 1일 수도 있기 때문에 예측이 불가능하다. 따라서 스크램블링 COOK 변조 방식은 기존 COOK 변조 방식보다 전송 신호의 보안성과 안전성을 향상시킬 수 있다.
본 논문에서는 손실 전송선로를 가진 Chua 회로에서의 카오스 동기화 방법 및 비밀 통신 방법에 대하여 연구하였다. 두 개의 동일한 Chua 회로에 전송 선로를 두어 손실 전송로를 구성한 후 송신부와 전송선로 사이는 구동결합 동기 이론을, 전송선로와 수신부 사이는 결합 동기 이론을 적용한 동기화 방법을 제시하였으며, 이 동기화된 회로에 비밀 통신 방법을 적용하여 송신부에서 가산기에 의한 정보 신호와 카오스 신호를 합성하고 수신부에 정보 신호와 카오스를 분리하는 복조 방법을 제시하였으며, 선로 중간에서 정보 신호를 도청한 것과 수신부에서 복원된 신호를 비교하여 비밀 통신의 성능을 검증하였다. 또한 송신부의 각각의 파라미터(키신호)가 불일치하는 경우의 복조 성능을 알아보았다.
카오스 방정식의 초기 조건이 미세하게 변하면 전혀 다른 신호가 생성되기 때문에 카오스 통신은 초기 조건에 민감한 특징을 갖는다. 또한, 카오스 통신 시스템은 비주기성, 광대역성, 신호의 비예측성, 구현의 용이성 등의 특성을 가지고 있다. 이런 특징으로 인해 카오스 통신 시스템은 다른 시스템에 비해 보안성이 우수하게 평가된다. 하지만 기존 카오스 통신 시스템의 송신기와 수신기는 간섭 신호나 잡음에 영향을 많이 받기 때문에 BER 성능은 다른 디지털 시스템보다 나쁘게 평가된다. 그래서 카오스 통신 시스템의 BER 성능을 향상시키기 위한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 본 논문에서는 BER 성능 향상을 위한 새로운 CDSK 수신기를 제안한다. 기존 CDSK 수신기와 제안한 CDSK 수신기의 BER 성능 비교와 제안한 CDSK 수신기의 BER 성능 향상을 평가한다. 또한, 새로운 CDSK 수신기를 사용할 때, 확산인자에 따른 BER 성능을 평가하여 최적의 확산인자를 찾는다. 새로운 CDSK 수신기를 사용하면 기존 CDSK 수신기보다 BER 성능이 향상되며 간섭 신호나 잡음의 영향을 거의 받지 않기 때문에 확산인자 값이 커질수록 BER 성능은 향상된다.
본 논문에서는 낮은 비용과 높은 신뢰성 그리고 데이터율이 좋은 비-코히어런트 카오스 통신을 위한 역방향 차동 카오스 편이변조(Reverse Differential Chaos Shift Keying, RE-DCSK) 시스템을 제안한다. RE-DCSK의 참조 신호들은 기존 차동 카오스 편이 변조 방식(DCSK)에서처럼 첫 번째 슬롯에서 전송하며 두 번째 슬롯에서는 시간 반전 블록이 카오스 신호의 자기상관 관계를 강화시키고 두 신호의 직교성을 이용하여 정보신호의 역할을 한다. RE-DCSK는 시스템의 복잡성에 따르는 어떠한 추가 비용도 없이 DCSK와 비교했을 때 상대적으로 두 배의 전송률을 가능하게 하고 통신의 보안 성능도 역시 향상시킨다. 그 효율성을 입증하기 위해 도출한 BER 표현식을 기반으로 레일리 페이딩 채널과 부가 백색 가우시안잡음(AWGN) 채널을 통하여 분석한다. 제안한 시스템의 BER 성능은 AWGN 채널을 사용한 상호지연 편이변조 방식(CDSK)와 DCSK 시스템과 비교하였을 경우 성능이 향상된다.
카오스 통신 시스템은 카오스 신호를 이용하여 시스템의 보안성을 향상시킨다. 또한, 도청 확률을 줄일 수 있으며, 간섭 신호나 재밍 신호에 강한 특징을 가진다. 하지만 디지털 통신 시스템보다 BER(Bit Error Rate) 성능이 좋지 않은 단점을 가진다. 이런 이유로 인해 카오스 통신 시스템의 BER 성능을 향상시키기 위한 연구가 활발이 이루어지고 있다. 우리는 이전 연구에서 BER 성능을 향상시키기 위해 새로운 카오스 맵을 제안하고 이 카오스 맵을 'Boss map'이라 불렀다. 또한, 새로운 카오스 송수신기 구조를 제안하여 BER 성능을 향상시켰다. 하지만 BER 성능은 송수신기에서 사용하는 지연 시간에 따라 다르게 평가된다. 따라서 Boss map을 효과적으로 사용하기 위해서는 CDSK(Correlation Delay Shift Keying) 방식과 제안된 카오스 송수신기의 최적의 지연시간을 찾아야 한다. 본 논문에서는 Boss map을 사용했을 때, CDSK 방식과 새로운 송수신기 구조의 지연시간에 따른 BER 성능을 평가한다. 지연 시간에 따른 BER 성능을 평가한 후, CDSK 방식과 새로운 송수신기 구조에서 최적의 BER 성능을 가질 수 있는 지연 시간을 확인한다.
본 논문에서는 전송선로를 가진 Chua 회로에서의 카오스 동기화 방법 및 암호화 통신 방법에 대하여 연구하였다 두 개의 동일한 Chua 회로에 전송 선로를 두어 전송로를 구성한 후 송신부와 전송선로 사이는 구동-결합 동기 이론을, 전송선로와 수신부 사이는 결합 동기 이론을 적용한 동기화 방법을 제시하였으며, 이동기화된 회로에 암호 통신방법을 적용하여 송신부에서 가산기에 의한 정보 신호와 카오스 신호를 합성하고 수신부에서 정보 신호와 카오스 신호를 분리하는 복조 방법을 제시하였으며, 선로 중간에서 정보 신호를 도청한 것과 수신부에서 복원된 신호를 비교하여 암호화 통신의 성능을 검증하였다.
한국정보기술응용학회 2005년도 6th 2005 International Conference on Computers, Communications and System
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pp.339-342
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2005
In order to support ultrawide-band signal generation for low rate WPAN, several types of signal generation mechanisms are suggested such as Chaos, Impluse, and Chirp signals by the activity of IEEE 802.15.4a. The communication system applied chaos theory may have ultrawide-band characteristics with spread spectrum and immunity from multipath effect. In order to use the advantage of chaotic signal generation, we introduce the system implementation of communication and networking systems with the chaos UWB signal. This system may be composed of mainly three parts in hardware architecture : RF transmission with chaotic signal generation, signal receiver using amplifiers and filters, and 8051 & FPGA unit. The most difficult part is to implement the chaotic signal generator and build transceiver with it. The implementation of the system is devidced into two parts i.e. RF blocks and digital blocks with amplifiers, filters, ADC, 8051 processor, and FPGA. In this paper, we introduce the system block diagram for chaotic communications. Mainly the RF block is important for the system to have good performance based on the chaotic signal generator. And the main control board functions for controlling RF blocks, processing Tx and Rx data, and networking in MAC layer.
본 논문은 창의적 교육용 웹 기반 OKMINDMAP을 활용하여 중3학생 2명을 연구대상자로 선정하여 2018년 3월부터 12월까지 100시간의 수업과 여름방학의 2박3일 집중캠프를 통한 집중탐구활동의 결과물이다. 교사는 조력자로 연구문제는 학생 2명이 스스로 선정하였으며 다양한 프랙털 도형에 관한 차원을 생성함수를 변형하여 조사하였으며, 변형 시어핀스키 삼각형에서도 카오스게임이 가능함을 보인 연구물이다.
A novel method for extracting frequency slippage signal from radar full pulse sequence is presented. For the radar full pulse sequence received by radar interception receiver, radio frequency (RF) and time of arrival (TOA) of all pulses constitute a two-dimensional information sequence. In a complex and intensive electromagnetic environment, the TOA of pulses is distributed unevenly, randomly, and in a nonstationary manner, preventing existing methods from directly analyzing such time series and effectively extracting certain signal features. This work applies Gaussian noise insertion and structure function to the TOA-RF information sequence respectively such that the equalization of time intervals and correlation processing are accomplished. The components with different frequencies in structure function series are separated using empirical mode decomposition. Additionally, a chaos detection model based on the Duffing equation is introduced to determine the useful component and extract the changing features of RF. Experimental results indicate that the proposed methodology can successfully extract the slippage signal effectively in the case that multiple radar pulse sequences overlap.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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