• 제목/요약/키워드: Chaos communication system

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A Chaos Control Method by DFC Using State Prediction

  • Miyazaki, Michio;Lee, Sang-Gu;Lee, Seong-Hoon;Akizuki, Kageo
    • International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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    • 제3권1호
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    • pp.1-6
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    • 2003
  • The Delayed Feedback Control method (DFC) proposed by Pyragas applies an input based on the difference between the current state of the system, which is generating chaos orbits, and the $\tau$-time delayed state, and stabilizes the chaos orbit into a target. In DFC, the information about a position in the state space is unnecessary if the period of the unstable periodic orbit to stabilize is known. There exists the fault that DFC cannot stabilize the unstable periodic orbit when a linearlized system around the periodic point has an odd number property. There is the chaos control method using the prediction of the $\tau$-time future state (PDFC) proposed by Ushio et al. as the method to compensate this fault. Then, we propose a method such as improving the fault of the DFC. Namely, we combine DFC and PDFC with parameter W, which indicates the balance of both methods, not to lose each advantage. Therefore, we stabilize the state into the $\tau$ periodic orbit, and ask for the ranges of Wand gain K using Jury' method, and determine the quasi-optimum pair of (W, K) using a genetic algorithm. Finally, we apply the proposed method to a discrete-time chaotic system, and show the efficiency through some examples of numerical experiments.

손실 전송 선로를 가진 Chua 회로에서의 카오스 비밀 통신에 관한 연구 (A Study on Chaotic Secure Communication of Chua's Circuit with Lossy Transmission Line)

  • 배영철;고재호;유창완;홍대승;임화영
    • 한국통신학회논문지
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    • 제24권10A호
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    • pp.1539-1545
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    • 1999
  • 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.

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등가손실 전송선로를 가진 Chua 회로에서의 카오스 동기화 및 암호화 통신에 관한 연구 (A study on chaos synchronization and secure communication of Chua's circuit with equivalent lossy transmission line)

  • 배영철
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제4권1호
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    • pp.241-250
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    • 2000
  • Chua 회로는 어트렉터와 다양한 분기를 나타내는 간단한 전자 회로로 2개의 캐패시터, 인덕터, 선형 저항 그리고 비선형 저항으로 구성되어 있다. 본 논문에서는 두 개의 동일한 Chua 회로를 이용하여 송신부와 수신부를 구성하고 이 사이에 등가 손실 전송선로를 카오스 동기화 및 암호화 통신 방법에 대하여 연구하였다. 손실 등가 전송 시스템의 동기화는 결합 동기 이론을 적용하기 곤란하기 때문에 구동동기 이론과 결합 동기 이론을 결합한 구동-결합 동기 이론을 제안하였다. 두 개의 동일한 Chua 회로에 등가 손실 전송 선로를 두어 전송로를 구성한 후 송신부와 전송선로 사이는 구동-결합 동기 이론을, 전송선로와 수신부 사이는 결합 동기 이론을 적용한 동기화 방법을 제시하였다. 손실 등가 전송 선로를 가진 Chua 회로의 카오스 암호화 방법은 송신부에서 카오스 신호화 정보 신호를 가산기를 이용하여 합성한 후 수신부에서 이들 신호를 분리하는 복조 방법을 제안하였다.

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ESPAR 안테나를 사용하는 카오스 QPSK 빔 공간 MIMO 시스템을 위한 리액턴스 조합과 성능 평가 (Reactance Set and Performance Evaluation of Chaos QPSK Beamspace MIMO System Using ESPAR Antenna)

  • 이준현;이동형;금홍식;유흥균
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권7호
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    • pp.737-746
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    • 2014
  • 대용량, 초고속 통신으로 인해 MIMO 시스템에 대한 연구가 활발하게 진행 중이다. 하지만 MIMO 시스템은 다수의 배열 안테나를 사용하기 때문에 다수의 RF 체인이 존재한다. 이로 인해 복잡도와 전력 소모가 증가하고, 안테나의 소형화가 불가능하다는 단점을 가진다. 이런 단점을 극복하기 위해 ESPAR 안테나를 사용하는 Beamspace MIMO 기술이 제안되었다. ESPAR 안테나를 사용하는 빔 공간 MIMO 시스템은 단일 능동 소자와 다수의 기생 소자로 구성되어 있기 때문에, 단일 RF 체인으로 구성되어 있기 때문에 복잡도와 전력 소모를 감소시킬 수 있다. 본 논문에서는 ESPAR 안테나를 사용하는 QPSK 변조 방식의 빔 공간 MIMO 시스템에 보안성 향상을 위해 최초로 카오스 통신 알고리즘을 적용시킨다. 이 시스템을 카오스 빔 공간 MIMO 시스템이라고 정의하고, 통신 성능을 평가한다. 또한, ESPAR 안테나는 기생 소자의 리액턴스를 조절하여 리액턴스 셋을 생성함으로써 QPSK 심볼을 만들고, 이를 이용한 통신 성능을 평가한다.

카오스 발생회로를 이용한 음성비화통신 제어시스템 (Speech Secure Communication Control System Using Chaos Generation Circuit)

  • 여지환;이익수
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제6권2호
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    • pp.72-80
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    • 1996
  • 본 논문은 카오스 발생회로(chaos generation circuit)를 설계 및 구현하고, 카오스 회로들간의 카오스 동기화(chaos synchronization) 알고리즘을 기초로 하여 카오스 변조통신을 구성하여 음성비화시스템의 구현에 관하여 실험적으로 검증했다. Pecorra와 Carroll 은 카오스 신호로서 카오스 시스템을 구동하면 카오스 동기화가 가능하다고 발표했다. 이러한 제어기법은 카오스 신호의 마스킹과 복원 알고리즘의 등장을 초래했다. 본 연구는 카오스 신호를 발생하기 위하여 상태변수 기법을 이용하여 로렌쯔(Lorenz) 카오스 발생회로를 하드웨어로 구현했다. 수치 실험 및 보드상의 실험에서 카오스 회로는 카오스의 동적특성을 나타냈으며, 카오스 발생회로들간의 카오스 동기제어를 아루었다. 음성비화를 위한 카오스 신호의 변조는 카오스 신호에 음성신호를 가산하여 송신하며, 광대역)spread spectrum)의 카오스 변조통신 (chaotic modulation communication)에서 음성정보는 수신시스템의 카오스 부시스템에서 카오스 신호를 빼내어 신호를 복원한다. 보드상에서 하드웨어로 구현한 카오스 변.복조 통신시스템을 구성하여 음성신호와 비화통신에 카오스 지능제어기법을 적용하였다.

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고속통신을 위한 FM-QCSK 카오스 통신 시스템 (Design of FM-QCSK Chaotic Communication System for high-speed communication)

  • 장은영
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제10권10호
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    • pp.1183-1188
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    • 2015
  • FM-QCSK(: Frequency Modulated Quadrature Chaos Shift Keying) 시스템은 여러 가지 카오스 통신 시스템 중에서 효율적인 시스템의 하나이다. 그러나 이 시스템의 문제점 중 하나는 반 비트기간 동안을 카오스 기준 신호를 전송하기위해 사용하여 결과적으로 에너지 손실을 증가시키고 데이터률을 감소시킨다. 본 논문에서는, 새로운 구조의 FM-QCSK 시스템을 제안하여 성능향상을 확인한다. 제안된 방식은 기존의 FM-QCSK보다 낮은 BER(: Bit Error Rate) 및 작은 에너지 소비와 더 높은 데이터률로 동작 할 수 있을 것이다. 제안된 카오스 변조방법에 의한 FM-QCSK의 변형은 기본적인 동위상 및 직교 위상 채널 모두에서 다중 정보신호들을 전송하기 위해 하나의 카오스 참조 신호를 사용하는 것이다. 결과는 제안된 방법이 AWGN채널에서 전반적으로 $BER=10^{-3}$일 때 SNR이 3dB정도 이득이 있는 것을 확인 하였다. 또한 참조 신호당 보낼 수 있는 최적의 정보신호의 수가 8임을 확인하였다.

Synchronization in Complex Systems

  • Bae, Young-Chul;Kim, Chun-Suk;Koo, Young-Duk
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제2권4호
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    • pp.237-242
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    • 2004
  • In this paper, we introduce a complex systems synchronization method using hyper-chaos circuit consist of State-Controlled Cellular Neural Network (SC-CNN). We make a complex systems using SC-CNN with the n-double scroll. A complex system is created by applying identical n-double scroll or non-identical n-double scroll and Chua's oscillator with weak coupled method to each cell. Complex systems synchronization were achieved using GS(Generalized Synchronization) method between the transmitter and receiver about each state variable in the SC-CNN.

소형마이콤에서의 카오스난수 발생 함수구현 (Chaos Based Random Number Generation In Tiny MCU)

  • 현재호
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제47권3호
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    • pp.1-4
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    • 2010
  • 다수의 노드(node)를 갖는 네트워크 시스템에 있어서 Ethernet 등의 방식을 이용한 LAN 기반의 시스템이 아닌 작은 규모의 제품에서는 RS-485 통신방식을 적용하는 것이 보통이다. 다수의 제품이 RS-485 버스에 결속되어 있을 때 각각의 제품(노드)은 Dip-Switch를 이용하여 개별 Address를 설정 한 후 전체 시스템은 소정의 작동을 하게 된다. 통신의 안정성 때문에 1:n Polling 방식을 사용 할 수 있으나 속도 문제와 Master Node의 부담으로 인하여 다자간 n:n Multi 통신방식을 선호한다. 이 경우 Master 없이 각 Node는 상대 Node의 Address로 직접 송신하게 되는데, 여기서 충돌을 막기 위하여 몇 가지 방법을 사용하긴 하지만 결국 충돌 발생률을 낮출 뿐이지 충돌은 존재 한다. 따라서 재송신 방법에 따라 시스템의 안정성이 좌우 된다. 이는 적정 지연 후 재송신 하는 것인데 이때의 지연시간 결정이 매우 모호하다. 대부분의 경우 유사 난수를 발생하여 이를 해결하곤 하는데 마이콤 기반의 작은 시스템에서의 난수 발생은 의외로 어려운 과제이므로 이 모든 것을 해결하는 방안으로 카오스난수 발생기를 마이콤에서 구현하고자 한다. 카오스 난수를 발생시키면 난수의 안정적인 결과를 기대 할 수 있으며 카오스 난수 지연으로 인하여 시스템의 안정성도 높아진다.

SC-CNN(State-Controlled Cellular Neural Network)에서 선형과 비선형 결합 계수에 의한 동기화 기법 (Synchronization Method of Coupling Coefficient of Linear and Nonlinear in SC-CNN(State-Controlled Cellular Neural Network))

  • 배영철
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.91-96
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    • 2012
  • 최근 보안 문제와 관련한 연구가 많은 관심을 받고 있으며 비밀 통신과 암호 통신에 적용하기 위한 방법 중 하나로 하이퍼카오스 시스템과 이에 대한 동기화에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 SC-CNN으로 구성되는 하이퍼카오스 시스템의 동기화를 이루기 위한 방법으로 선형과 비선형 결합계수에 의한 동기화 기법을 제안하였다. 또한 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 송신부의 서브시스템과 수신부의 서브시스템 사이에 동기화가 이루어지고, 전체 시스템의 송신부와 수신부 사이에 동기화가 이루어졌음을 위상 공간과 시계열데이터의 차를 통하여 확인하고 검증하였다. 검증 결과 거의 완전한 동기화가 이루어졌음을 확인할 수 있다.

DCSK와 CDSK 방식을 사용하는 카오스 통신 시스템의 항재밍 특성 (Anti-Jamming Performance of Chaos Communications System Using DCSK and CDSK Modulation Method)

  • 이준현;유흥균
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권4호
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    • pp.417-425
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    • 2013
  • 디지털 통신 기술은 보다 높은 데이터 효율과 정보의 효율적인 부호화에 초점을 맞추고 있다. 또한, 보안성을 높이고 외부 요인의 간섭을 최소화하는 것이 중요하다. DCSK(Differential Chaos Shift Keying)나 CDSK(Correlation Delay Shift Keying)와 같은 비선형 시스템에서는 정보를 효율적으로 부호화하여 보안성을 높이고 외부 요인의 간섭을 최소화시키는 방법으로 카오스 통신 시스템을 많이 사용하고 있다. 본 논문에서는 DCSK 방식과 CDSK 방식에 카오스 맵을 적용하여 카오스 통신 시스템의 BER 성능과 정보의 항재밍 특성을 평가한다. 시뮬레이션을 통해 Gauss iterated map이 다른 3개의 카오스 맵보다 좋은 성능을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한, DCSK 방식과 CDSK 방식은 카오스 맵을 적용함으로써 더 좋은 항재밍 특성을 얻을 수 있다.