Задачи исследования.

1. Разработка схемотехнических решений управляемых аналоговых генераторов детерминированного хаоса и исследование их работы в разных режимах.

2. Разработка схемотехнических решений цифро-аналогового генератора хаоса.

3. Разработка принципа построения системы передачи дискретных сообщений на основе генераторов детерминированного хаоса.

Методы исследования. В работе использованы общепринятые методы разработки и

расчета аналоговых и цифровых электронных схем с применением математического аппарата вычислительной математики, дифференциальных уравнений, а также принципы физического моделирования. Использовались электрорадиоизмерения с применением необходимой для поставленной задачи стандартной измерительной аппаратуры, а также применялся метод компьютерного моделирования при отсутствии возможности непосредственного проведения электрорадиоизмерений.

Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие научные результаты.

1. Разработан, исследован и защищен патентом генератор хаотических колебаний с управляемой хаотизацией. В качестве нелинейного элемента, обеспечивающего хаотический режим, в генераторе использован туннельный диод. Управляемость режимами достигается изменением рабочей точки туннельного диода и изменением величины положительной обратной связи.

2. Разработан, исследован и защищен патентом генератор хаоса, работающий на принципе электронно-аналогового моделирования алгоритма, известного в теории хаоса под названием «логистическое отображение». В этом генераторе хаотический режим получается в результате нелинейного преобразования сигнала. Управляемость хаосом достигается за счет изменения коэффициента усиления усилителя, входящего в состав нелинейного преобразователя.

3. Разработаны принципы построения физической модели цифро-аналогового генератора хаоса, работа которого основана на моделировании хаотического алгоритма, известного в теории хаоса под названием «сдвиг Бернулли». Обоснована структурная схема генератора, разработана схемотехника основных узлов, входящих в состав генератора. Методом компьютерного моделирования получены графики ожидаемых колебаний, графики их корреляционных функций и энергетического спектра.

4. Разработана и обоснована структурная схема асинхронной системы передачи дискретных сообщений на основе использования детерминированных хаотических колебаний. получена оценка вероятности ошибки в этой системе. На примере расчета внешних параметров системы передачи дискретных сообщений с РОС-ОЖ и предварительной очисткой кодовых комбинаций от ошибок, показано, что методика расчета подобных систем не требует учета каких-либо специфических параметров, связанных с конкретным типом носителя информации, следовательно вполне пригодна и для систем, в которых используются детерминированные хаотические колебания в качестве несущих.

Практическая ценность. Разработаны и реализованы в виде физических

моделей два генератора детерминированных хаотических колебаний аналогового типа, которые могут быть использованы в экспериментах по передаче информации с использованием хаоса, в учебном процессе при изучении нелинейных и хаотических колебаний в детерминированных системах, для получения шумовых сигналов с заданным спектром, в биологических экспериментах, и т. д. Исследованы свойства этих генераторов.

Разработана структурная схема цифро-аналогового генератора детерминированных

хаотических колебаний, как пример аппаратной реализации цифро-аналоговых генераторов хаоса. Работа этого генератора основана на схемотехническом моделировании хаотического алгоритма «сдвиг Бернулли». Направление, связанное с разработкой цифро-аналоговых генераторов хаоса, еще только начинает развиваться, поэтому все подобные разработки имеют практическую ценность.

Разработана и обоснована структурная схема асинхронной системы передачи дискретных сообщений на основе использования генераторов детерминированного хаоса. Произведена оценка вероятности ошибки в этой системе.

Показано на примере расчета конкретной системы передачи дискретных сообщений с РОС-ОЖ, что существующая методика расчета может быть использована и для систем, построенных на основе динамического хаоса.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на

1. Международной научно-технической конференции «Информатика и проблемы телекоммуникаций» (Новосибирск, 1997 г.).

2. III Международной конференции «Современные информационные технологии – СИТ 98» (Новосибирск, 1998 г.).

3. Международной научно-практической конференции СВЯЗЬПРОМЭКСПО – 2009. (Екатеринбург, 17-19 марта 2009 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, и получено три патента.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения,

пяти глав, заключения, списка литературы, четырех приложений и содержит 165 страниц, в том числе 54 рисунка. В списке литературы 82 наименования.