Группа исследователей из Сианьского технологического университета в Китае и Университета Абердина в Великобритании продемонстрировали, что хаос, на самом деле, можно использовать для передачи информации по беспроводному физическому каналу, предлагая широкий спектр преимуществ от повышенной безопасности связи. На этой неделе исследователи объясняют свои выводы в журнале Chaos от AIP Publishing.Беспроводная связь — это самый быстрорастущий сегмент индустрии связи.
Но физические ограничения беспроводной физической среды, такие как многолучевое распространение, сложные окружающие шумы и помехи, препятствуют быстрой передаче информации и низкой частоте ошибок.Хаотические сигналы являются апериодическими, нерегулярными, широкополосными, их легко генерировать и трудно прогнозировать с течением времени, что делает их желательными для приложений связи, сонаров и радаров. Хотя большая часть предыдущих исследований была сосредоточена на использовании хаоса в обычных проводных коммуникациях, H.P.
Рен из Сианьского технологического университета в Китае и группа исследователей стремились продемонстрировать численно и экспериментально, что хаотические системы можно использовать для создания надежной и эффективной системы беспроводной связи.«Мы показали, что информация, передаваемая по беспроводному каналу в хаотическом сигнале, не изменяется, даже если принимаемый хаотический сигнал связи сильно искажен ограничениями беспроводного канала», — сказал Рен. «Мы также продемонстрировали, что его можно декодировать, чтобы обеспечить эффективную основу для современных систем связи».
Хаос очень зависит от начальных условий; поэтому при управлении схемой для создания кодирующего волнового сигнала даже крошечные ошибки в контрольно-измерительных приборах приводят схему в состояния, когда волновой сигнал не кодирует информацию для передачи. Это исследование показывает, как управлять схемой, используя оптимальный набор возмущений, которые минимально нарушают естественную динамику схемы, но создают желаемый кодирующий сигнал, несмотря на его хаотический и непредсказуемый характер.Исследовательская группа была приятно удивлена, когда обнаружила, что хаотический сигнал, который они использовали в качестве основы для своей системы связи (генерируемый электронным устройством), может кодировать любой двоичный источник информации энергоэффективным способом.
Следующим шагом будет использование этих идей и методов для разработки прототипов реальных систем беспроводной связи, демонстрирующих, что хаос может стать основой для будущих систем связи, которые предлагают такие преимущества, как повышенная безопасность.