Повышение помехоустойчивости широкополосных систем связи на основе динамического хаоса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.13, кандидат технических наук Леонов, Кирилл Николаевич

• Леонов, Кирилл Николаевич
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Леонов, Кирилл Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПРИМЕНЕНИЕ ХАОТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ.

1.1 Анализ способов передачи информации с помощью хаотических сигналов

1.2 Сравнительная характеристика способов передачи информации с помощью хаотических сигналов.

1.3 Виды помех в канале связи.

1.4 Выводы по главе.

ГЛАВА 2. СИНТЕЗ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ НА ОСНОВЕ ХАОТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ.

2.1 Критерии для постановки задачи разработки способа передачи информации для помехоустойчивой системы связи.

2.2 Анализ возможных путей повышения помехоустойчивости при приёме широкополосных хаотических сигналов.

2.3 Способ передачи информации на основе инвариантного синхронного хаотического отклика.

2.4 Нелинейная система для способа передачи информации на основе инвариантного синхронного хаотического отклика.

2.5 Выводы по главе.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ СВЯЗИ НА ОСНОВЕ ИНВАРИАНТНОГО ХАОТИЧЕСКОГО СИНХРОННОГО ОТКЛИКА.

3.1 Среда математического моделирования.

3.2 Разработка математической модели системы связи на основе инвариантного синхронного хаотического отклика и анализ её характеристик

3.3 Разработка генератора хаотических сигналов для способа передачи информации на основе инвариантного хаотического синхронного отклика

3.4 Разработка модели системы связи на основе способа инвариантного синхронного отклика для передачи аналоговой информации

3.5 Выводы по главе.

ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ СПОСОБА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ НА ОСНОВЕ ИНВАРИАНТНОГО ХАОТИЧЕСКОГО СИНХРОННОГО ОТКЛИКА.

4.1 Оценка помехоустойчивости системы связи на основе инвариантного синхронного хаотического отклика в радиоканалах связи первого типа.

4.2 Оценка помехоустойчивости системы связи на основе инвариантного синхронного хаотического отклика в радиоканалах связи второго типа.

4.3 Анализ возможности практической реализации системы связи

4.4 Выводы по главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение помехоустойчивости широкополосных систем связи на основе динамического хаоса»

Актуальность работы

Необходимость обеспечения качественными телекоммуникациями в независимости от места нахождения объектов всегда была важной задачей. Если раньше считалось достаточным обеспечить стационарные объекты лишь телефонной связью, то в настоящее время даже для мобильных объектов требуется целый комплекс услуг, включающий в себя обмен голосовой и цифровой информацией, выход в Интернет, просмотр телевизионных программ и т.д. Все это стало возможным благодаря широкому распространению цифровых методов передачи информации. Широкое использование цифровых средств связи повысило требования к надежности, конфиденциальности и достоверности передаваемых данных. Решение вопроса «последней мили» вызвало массовое внедрение беспроводных устройств связи в самых разных сферах деятельности человека, что вызвало существенное ухудшение помеховой обстановки радиоканала, приводящую к снижению качества связи. Особенную трудность вызывает мобильность объектов связи и источников помех и, связанную с этим, быструю изменчивость помеховой обстановки. Вопросы повышения помехоустойчивости систем связи всегда имели большое значение. Основы теории повышения помехоустойчивости были заложены ещё в 1947 году академиком В.А. Котельниковым. Параллельно и независимо Ф.Вудворт и И.Дейвис велись работы за рубежом. Широкое развитие эта теория получила благодаря работам Давида Миддлтона и Д.Ван Метера. Советские учёные А.А.Пистолькорс, В.И.Сифоров, Е.Г.Мамот, Н.Т.Петрович внесли важный вклад в исследование синхронного приёма. Благодаря работам К.Шеннона, Д.Слепян, Мешковского К.А., Кириллова Н.Е. были получены важные результаты о потенциальной помехоустойчивости М-сигналов (ПСП). Значимый вклад в исследование методов обработки сигналов в гауссовских шумах внесли Левин Б.Р., Шинаков Ю.С., Шувалов В.П. Большое значение имеют работы по обработки сигналов в негауссовских каналах и стохастических системах учёных Чабдарова Ш.М., Сафиуллина Н.З., Надеева А.Ф. Исследования по нелинейным методам фильтрации разработаны Тихоновым В.И., Стратоновичем Р., Сосулиным Ю.Г. Однако именно в настоящее время научно-техническая проблема повышения помехоустойчивости широкополосных систем связи как никогда актуальна.

Развитие беспроводных телекоммуникационных систем идет одновременно по нескольким направлениям: увеличение скорости передачи информации, повышение надежности и помехоустойчивости системы, более эффективное использование частотного ресурса за счёт одновременной работы многих пользователей в одном частотном диапазоне. Одним из путей решения этих задач является использование широкополосных сигналов [67]. Их применение позволяет существенно снизить отрицательный эффект многолучевого распространения и замираний, и проводить приём цифровой информации в условиях, когда мощность помех в рабочей полосе превышает мощность сигнала. При этом за счет низкой спектральной плотности сигнала не происходит существенного роста помех действующим системам связи. Широкополосные системы радиосвязи практически полностью вытеснили другие виды систем связи в решении вопроса «последней мили», обеспечивая высокую помехоустойчивость, конфиденциальность и высокую скорость передачи информации [18]. Основные пути повышения помехоустойчивости беспроводных средств связи — это использование новых видов широкополосных сигналов, более эффективно использующих радиочастотный ресурс, и новых методов обработки сигналов, позволяющих использовать адаптивные алгоритмы обработки сигналов в зависимости от помеховой ситуации в радиоканале [17,82]. Диссертационное исследование нацелено на повышение помехоустойчивости широкополосных систем связи за счёт выявления и анализа факторов, использование которых позволит разработать новый способ передачи информации, представляющий особый интерес для использования в многоадресных конфиденциальных системах связи, и сможет способствовать повышению качества связи и более эффективному использованию частотного ресурса.

Для защиты передаваемой информации по радиоканалу необходимо затруднять или вовсе исключать возможность выделения модулирующего информационного сигнала потенциальным наблюдателем. Степень защищенности модулирующего информационного сигнала характеризуется энергетической и структурной скрытностью передаваемого радиосигнала в целом. Для повышения как энергетической, так и структурной скрытности в современных системах связи используются сложные фазоманипулированные сигналы на основе цифровых псевдослучайных последовательностей (ПСП). Однако использование длинных псевдослучайных последовательностей затрудняет синхронизацию между принимаемым сигналом и опорной последовательностью, а использование коротких ПСП не даёт необходимой структурной скрытности [68]. Кроме того, существует только ограниченное количество кодовых вариантов ПСП, что сдерживает их применение в многоадресных системах связи. Одним из вариантов решений, способным потеснить ПСП в широкополосных системах связи, является применение динамических хаотических систем. Варианты их использования для применения в системах передачи информации исследуются уже более 20 лет [115,137-139]. С момента открытия явления динамического хаоса его свойства довольно хорошо изучены, однако широкого практического применения в системах передачи информации динамический хаос еще не нашел. Потенциальные возможности, присущие системам связи на основе динамического хаоса, привлекают все большее количество исследователей и ученых [28,117,133]. Являясь по природе своей широкополосными сигналами с шумоподобной структурой, хаотические колебания представляют огромный интерес для конфиденциальных помехоустойчивых систем связи [40,126-127,141,147]. Так, например, манипулирующую ПСП можно выделить схемой с квадратором (схемой Пистолькорса), либо схемой Костаса [59], а затем, основываясь на свойстве периодичности ПСП, можно выделить и сигнал информации. Для систем связи на основе хаотических сигналов применение данного метода не имеет смысла, так как хаотические сигналы имеют бесконечную временную последовательность, что существенно повышает структурную скрытность систем связи на их основе [22]. Свойство самосинхронизации приёмника с передатчиком, сплошной спектр плотности мощности, возможность реализации множества хаотических последовательностей на одном генераторе хаоса - все это позволяет рассчитывать на широкое применение хаотических сигналов в системах связи в недалёком будущем [1,146,158]. Характеристики помехоустойчивости систем связи с хаотическими сигналами в большей степени зависят от способа ввода информационного сообщения в передаваемое хаотическое колебание. Однако не меньшую роль играет нелинейная система, генерирующая хаотическое колебание. Изучение роли генератора хаотических колебаний для помехоустойчивости системы связи имеет большое значение для правильного понимания особенностей их применения.

Интерес к изучению систем связи на хаотических сигналах нашел своё отражение в многочисленных исследованиях российских и зарубежных авторов. По данным ISI Web of Knowledge за последние 10 лет количество публикаций по данной тематике возросло более чем в 50 раз. В диссертации были использованы наработки и развиты идеи российских и зарубежных авторов по передаче информации с помощью хаотических сигналов с использованием явления синхронного хаотического отклика [145]. При работе над диссертацией были изучены коллективные труды и отдельные монографии российских и зарубежных учёных, посвящённые явлению хаотической синхронизации нелинейных динамических систем и его применению для целей передачи информации [98,142]. Многочисленным публикациям исследователей присущ большой диапазон мнений при освещении отдельных аспектов помехоустойчивости способов передачи информации на основе полной хаотической синхронизации и синхронного хаотического отклика. Изучение помехоустойчивости способов передачи информации с хаотическими сигналами при работе через стохастические радиоканалы, несмотря на большое количество литературы, посвященной применению хаотических сигналов в системах связи, не получило до нашего времени подробного освещения ни в российских, ни в зарубежных работах. Причина недостаточного внимания исследователей к данному вопросу обусловлена тем, что большинство известных способов передачи информации с хаотическими сигналами не способны работать по стохастическим радиоканалам, где идёт рассеяние энергии передаваемого элемента сигнала во времени, по частоте и в пространстве [77,81].

В нашей стране исследованием хаотических систем занимается несколько научных групп. Лидирующее положение в отечественной науке в области использования хаотических колебаний занимают, прежде всего, ИРЭ РАН (Вельский Ю.Л., Дмитриев A.C., Залогин H.H., Кислов В.В., Панас А.И., Старков С.О.). Разработанный этой группой прямохаотический способ передачи информации единственный в нашей стране, вошедший в стандарт сверхширокополосной беспроводной персональной связи IEEE 802.15.4а [24,25]. Большой вклад в развитие и исследование хаотических сигналов вносит «Саратовская группа Теоретической Нелинейной Динамики» под управлением Кузнецова С.П. и Кузнецова А.П, объединяющая сотрудников Саратовского филиала ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, факультета нелинейных процессов Саратовского Государственного Университета им. Н.Г. Чернышевского, кафедры Радиотехники и Приборостроения Саратовского Государственного Технического Университета им. Ю.А. Гагарина (Анищенко B.C., Астахов В.В., Безручко Б.П., Короновский A.A., Москаленко О.И., Попов П.В., Храмов А.Е. и др.) [47-55]. В Нижегородском Государственном университете им. Н.И. Лобачевского научно-исследовательская группа под руководством Шалфеева В.Д. исследует динамику процессов синхронизации и хаотизации в сложных системах взаимосвязанных генераторов, а также синхронизацию систем с хаотической динамикой. Исследованием систем связи с фрактальными сигналами занимается научная группа ИРЭ им. Котельникова РАН (Потапов A.A.) [7375] и Харьковского Института Электромагнитных Исследований (Болотов В.Н., Ткач Ю.В.) [13-15]. Исследование сверхширокополосных сигналов ведутся Харьковским национальным университетом радиоэлектроники (Лазоренко О.В.) и Харьковским национальным университетом им. В.Н. Каразина (Черногор Л.Ф.) [58].

За рубежом наибольший вклад в развитие и исследование хаотической динамики внесли Л. Чуа (L. Chua), Л. Пекора (L. Pécora) и Т. Кэрроллом (Т. Carrol) (США) [138-140]. Значимые результаты в применении хаотических сигналов для телекоммуникаций получены научной группой института нелинейных исследований (Institute for Nonlinear Science, University of California, San Diego) (Brown R., Rulkov N.F., Tsimring L.S.) и Abarbanel H.D.I. (США) [86-88,94-95,129,149-156]. Большая работа в исследовании скрытой передачи информации с помощью хаотических сигналов ведется авторами Alvarez G., Montoya F., Pastor G., Romera M. (Испания) [9092,132,135] и Shujun L., Chen G., Mou X., Zhou J., He Z., Huang J. (Китай) [144-145,164-168].

В России многие исследовательские работы по разработке новых технологий передачи и обработки информации на основе динамического хаоса проводятся в рамках федеральной целевой программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы". Так, направление «Информационно-телекоммуникационные системы» входит в утверждённый президентом РФ «Перечень приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации». С 2006 года «Технологии обработки, хранения, передачи и защиты информации», а с 2011 года «Технологии доступа к широкополосным мультимедийным услугам» находятся в «Перечне критических технологий Российской Федерации», что подтверждает важность и актуальность развития этого направления.

Аналогичная политика поддержки научных исследований в области разработки новых технологий для широкополосной связи ведётся и во многих зарубежных странах.

Таким образом, в настоящее время существует актуальная научно-техническая проблема повышения помехоустойчивости широкополосных систем связи, использующих на практике потенциальные возможности хаотических сигналов.

Предметом исследования является способ передачи информации на основе инвариантного синхронного хаотического отклика.

Объектом исследования является система связи на хаотических сигналах.

Цель и задачи диссертационного исследования

Диссертационная работа посвящена исследованию способов передачи информации широкополосных систем связи на основе динамического хаоса. Целью работы является повышение помехоустойчивости широкополосных систем связи.

Задача, решаемая в диссертации, заключается в исследовании характеристик способов передачи информации с помощью хаотических сигналов и выработке на этой основе предложений по их построению.

Для решения поставленной задачи необходимо решить следующий ряд более частных задач:

- Исследование характеристик способов передачи информации с помощью хаотических сигналов и определение путей оптимизации их показателей.

- Синтез помехоустойчивого способа передачи информации на основе хаотических сигналов.

- Разработка математической модели системы связи на основе динамического хаоса и генератора хаотических сигналов, обладающего свойством инвариантности.

- Анализ помехоустойчивости системы связи на основе инвариантного синхронного хаотического отклика. Методы исследования

В работе применен синтез структуры оптимального приёмника с использованием методов теории нелинейных динамических систем, теории колебаний, теории автоматического управления, методов статистической теории оптимальной нелинейной фильтрации, теории обработки сигналов, теории поведения сложных динамических систем в условиях внешних возмущений. В качестве критерия оптимальности была выбрана помехоустойчивость системы связи при заданных критериях к системе связи.

Для проверки полученных решений, использовался метод компьютерного имитационного моделирования с использованием программного продукта 8тш1тк, входящего в состав пакета программ МаНаЬ.

Научная новизна

- Разработан помехоустойчивый способ передачи информации на основе инвариантного синхронного хаотического отклика.

- Разработана хаотическая нелинейная система с инвариантными свойствами, обладающая устойчивостью к внешним возмущениям и позволяющая формировать заданный спектр.

- Подтверждены результатами математического моделирования теоретические оценки помехоустойчивости системы связи на основе инвариантного синхронного хаотического отклика.

- Показана возможность передачи аналоговой информации в системе связи на основе инвариантного синхронного хаотического отклика. Достоверность и обоснованность результатов работы определяется корректным использованием математических моделей, используемых для оценки влияния помех и искажений в каналах связи, а также хорошим согласованием теоретических результатов с результатами компьютерного моделирования и их сопоставления с известными в литературе данными. На защиту выносятся:

- Способ передачи информации с помощью хаотических сигналов, использующий инвариантный синхронный хаотический отклик.

- Математическая модель хаотической нелинейной системы с инвариантными свойствами, обладающая устойчивостью к внешним возмущениям и позволяющая формировать заданный спектр.

- Математическая модель системы связи на основе инвариантного синхронного хаотического отклика.

- Результаты исследования помехоустойчивости системы связи на основе инвариантного синхронного хаотического отклика.

Личный вклад автора

Автором произведен обширный анализ современных решений в области передачи информации с помощью хаотических сигналов. Сформулированы критерии к системе связи на основе хаотических сигналов. Разработан способ передачи информации с помощью хаотических сигналов, использующий свойство инвариантного синхронного хаотического отклика. Разработаны структура системы связи и генератор хаотических колебаний с инвариантными свойствами. Предложена математическая модель системы связи, использующая инвариантный синхронный хаотический отклик, а также проведена оценка её помехоустойчивости методом компьютерного моделирования.

Публикации и апробация полученных результатов Автором опубликовано 11 печатных работ по теме диссертации, из них 3 работы в изданиях, определённых ВАК.

Материалы диссертационной работы докладывались на Международной научно-практической конференции «Перспективы и темпы научного развития» (Тамбов, 2009), на IX Международной научнотехнической конференции «Физика и технический приложения волновых процессов» (Миасс, Челябинская обл., 2010), на Международной конференции «Информационные системы и технологии ИСТ-2011» (Нижний Новгород, 2011), на IV Всероссийской конференции «Радиолокация и радиосвязь» (Москва, 2010), на Международной научно-технической конференции «Проблемы техники и технологий телекоммуникаций -2011» (Казань, 2011), на V Всероссийской конференции «Радиолокация и радиосвязь» (Москва, 2011), на VII Всероссийской научно-технической конференции «Приборостроение в XXI веке. Интеграция науки, образования и производства» (Ижевск, 2011).

Эффективность предложенных решений проверена в ходе эксплуатации компьютерной модели системы связи и подтверждена актом внедрения на предприятии ОАО «Сарапульский радиозавод» (г. Сарапул). Практическая значимость работы

- Разработанный помехоустойчивый способ передачи информации с помощью хаотических сигналов на основе инвариантного синхронного хаотического отклика позволяет проектировать и реализовать эффективные широкополосные многоадресные системы связи.

- Разработанная структура системы связи и генератора хаотических сигналов с инвариантными свойствами для её реализации повышает помехоустойчивость и надежность систем связи на основе хаотических сигналов.

- Полученная по результатам математического моделирования оценка помехоустойчивости системы связи на основе инвариантного синхронного хаотического отклика позволяет выявить области её практического применения.

Работа выполнялась в рамках фундаментальной НИР «Теоретические основы повышения надежности систем передачи данных широкополосных сигналов за счет использования сигналов с фрактальной размерностью» аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2011 годы)» (№ госрегистрации НИР: 01201000530).

Структура и содержание диссертации

Диссертация изложена на 143 стр. основного текста, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 167 наименований и 3 приложений, содержит 87 рисунков.

Заключение диссертации по теме «Системы, сети и устройства телекоммуникаций», Леонов, Кирилл Николаевич

Основные результаты материалов четвёртой главы позволяют сделать следующие выводы:

1. Математическое моделирование работы широкополосной системы связи на основе инвариантного синхронного хаотического отклика по каналам связи с помехами подтвердило правильность выбранного способа передачи информации и показало повышение помехоустойчивости в сравнение со способом переключения хаотических режимов на 12 дБ для аддитивной помехи типа «белый шум».

2. Исследование работы широкополосной системы связи на основе инвариантного синхронного хаотического отклика по каналам связи со структурной помехой, схожей с сигналом системы, показало уверенную работу при отношении сигнал/шум до -7 дБ, что позволяет рекомендовать её применение в многоадресных системах связи с кодовым разделением канала.

3. Моделирование работы широкополосной системы связи на основе инвариантного синхронного хаотического отклика по КВ каналам радиосвязи показало высокую помехоустойчивость данной системы связи к искажениям сигнала, обусловленных Доплеровским рассеянием, фазовыми искажениями и многолучевым приёмом. При этом уверенная передача информации была возможна и при отрицательных значениях сигнал/шум.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе выполнен системный анализ состояния теории и практики широкополосных систем связи на хаотических сигналах, основных характерных особенностей способов передачи информации с помощью хаотических сигналов, создана классификация типов существующих решений передачи информации на хаотических сигналах, а также путей повышения их помехоустойчивости на основе теории оптимального приёма и проведённого математического моделирования.

Разработаны критерии и требования к современной широкополосной системе связи, полученные на основе анализа отечественных и зарубежных литературных источников.

Синтезирован помехоустойчивый способ передачи информации на основе инвариантного синхронного хаотического отклика, позволяющий существенно увеличить помехоустойчивость широкополосных систем связи на основе динамического хаоса.

Разработаны: структура и математическая модель системы связи на основе инвариантного синхронного хаотического отклика; математическая модель генератора хаотических сигналов с инвариантными свойствами и высокой устойчивостью к шумам в канале связи; структура и компьютерная математическая модель широкополосной системы связи для передачи аналоговой информации на основе инвариантного синхронного хаотического отклика; математическая модель канала связи с помехами и искажениями. Найдены аппроксимирующие зависимости помехоустойчивости широкополосной системы связи на основе инвариантного синхронного хаотического отклика для различных типов помех и искажений в канале связи, построенные по результатам компьютерного моделирования. Полученные результаты математического моделирования позволили провести качественный анализ влияния устойчивости генератора хаотических колебаний на помехоустойчивость широкополосной системы связи на хаотических сигналах.

Научная новизна теоретических положений и результатов математического моделирования, полученных в работе, заключается в том, что в ней впервые:

1. Разработан помехоустойчивый способ передачи информации для систем связи на основе динамического хаоса, использующий инвариантный синхронный хаотический отклик.

2. Разработан генератор хаотических сигналов с инвариантными свойствами, обладающий устойчивостью к внешним возмущениям и формирующий заданный частотный спектр.

3. Показана возможность передачи аналоговой информации в широкополосной системе связи на основе инвариантного синхронного хаотического отклика, использующего широтно-импульсную модуляцию.

4. Подтверждены результатами математического моделирования теоретические оценки помехоустойчивости системы связи на основе инвариантного синхронного хаотического отклика.

Для системного решения задачи исследования создана и представлена в виде таблицы классификация существующих способов передачи информации с помощью хаотических сигналов, позволяющая наглядно и обозримо провести систематизацию способов передачи информации в системах связи на основе динамического хаоса.

Впервые представлены теоретические положения по определению и повышению помехоустойчивости систем связи на основе динамического хаоса на базе теории нелинейных динамических систем, методов статистической теории оптимальной нелинейной фильтрации, теории обработки сигналов и оптимального приёма.

Впервые предложено и проработано с помощью компьютерного математического моделирования решение повышения помехоустойчивости систем связи на основе динамического хаоса на основе инвариантного синхронного хаотического отклика.

Впервые приведены результаты математического моделирования работы системы связи на основе инвариантного синхронного хаотического отклика по каналу связи с различными видами помех и искажений, в том числе и по ионосферному КВ радиоканалу.

Впервые системно проанализированы и представлены критерии и требования к современным широкополосным системам связи, полученные на основе анализа зарубежных и отечественных литературных источников, для работы по каналам с помехами и искажениями.

Разработка теоретических положений повышения помехоустойчивости систем связи на хаотических сигналах и синтеза на их основе способа передачи информации, использующего инвариантный синхронный хаотический отклик стало возможным благодаря комплексному использованию теоретических и компьютерных методов исследования. Решение ряда новых задач телекоммуникационных систем, поставленных в работе, стало возможным благодаря известным достижениям указанных научных дисциплин и не противоречит их положениям, базируется на строго доказанных выводах фундаментальных и прикладных наук, таких как математический анализ, статистическая теория оптимальной нелинейной фильтрации, теория нелинейных динамических систем, теория обработки сигналов, теории колебаний.

Разработанные теоретические положения и новые технические решения проверены с помощью компьютерного математического моделирования. Достоверность компьютерного математического моделирования определяется корректным использованием математических моделей, описывающих помехи и искажения в канале связи, а также хорошим согласованием теоретических результатов с результатами компьютерного моделирования и их сопоставления с известными литературными данными. Компьютерные математические модели опробованы и прошли испытания в рамках фундаментальной НИР «Теоретические основы повышения надежности систем передачи данных широкополосных сигналов за счет использования сигналов с фрактальной размерностью» (№ госрегистрации НИР: 01201000530) и эксплуатации на предприятии ОАО «Сарапульский радиозавод» (г. Сарапул) в рамках НИР «ШПС для МЧС».

Разработанный в диссертационной работе способ передачи информации на основе инвариантного синхронного хаотического отклика и генератор хаотических сигналов с инвариантными свойствами позволяют повысить качественные показатели известных устройств систем связи на основе динамического хаоса, повысить их помехоустойчивость. Некоторые оригинальные идеи могут быть использованы при разработке новых широкополосных систем связи.

Разработанная компьютерная математическая модель широкополосной системы связи позволяет существенно сократить объём экспериментальных исследований или полностью исключить их, что даёт возможность значительно снизить затраты материальных ресурсов, денежных средств и времени на отработку устройств связи. Кроме того, отдельные теоретические результаты являются определённым вкладом в общую теорию таких наук, как нелинейные динамические системы и теория обработки сигналов.

Результаты компьютерных математических исследований характеристик генератора хаотических сигналов с инвариантными свойствами и помехоустойчивости системы связи на основе инвариантного синхронного хаотического отклика, приведённые в работе, представляют практический интерес при проектировании новых устройств и систем связи, позволяют уточнить представление о путях повышения помехоустойчивости широкополосных систем связи на основе динамического хаоса.

Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на семинарах и конференциях: Международной научно-практической конференции «Перспективы и темпы научного развития»

Тамбов, 2009), на IX Международной научно-технической конференции «Физика и технический приложения волновых процессов» (Миасс, Челябинская обл., 2010), на Международной конференции

Информационные системы и технологии ИСТ-2011» (Нижний Новгород, 2011), на IV Всероссийской конференции «Радиолокация и радиосвязь» (Москва, 2010), на Международной научно-технической конференции «Проблемы техники и технологий телекоммуникаций -2011» (Казань, 2011), на V Всероссийской конференции «Радиолокация и радиосвязь» (Москва, 2011), на VII Всероссийской научно-технической конференции «Приборостроение в XXI веке. Интеграция науки, образования и производства» (Ижевск, 2011).