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Comunicación caótica coherente utilizando el método de Runge-Kutta generalizado

Autores: Babkin, Ivan; Rybin, Vyacheslav; Andreev, Valery; Karimov, Timur; Butusov, Denis

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Comunicación caótica coherente utilizando el método de Runge-Kutta generalizado


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Simulación por computadora
Sistemas caóticos
Sistemas caóticos discretos
Sistemas de comunicación basados en el caos
Técnicas de modulación-demodulación
Integración numérica

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 31

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La simulación por computadora de sistemas caóticos continuos generalmente se realiza utilizando métodos numéricos. La discretización puede introducir nuevas propiedades en modelos de diferencias finitas en comparación con sus prototipos continuos y, por lo tanto, puede llevar a nuevos tipos de comportamiento dinámico exhibido por sistemas caóticos discretos. Se sabe que se puede controlar la dinámica de un sistema discreto utilizando una clase especial de métodos de integración. Una de las aplicaciones de dicho fenómeno son los sistemas de comunicación basados en el caos, que recientemente han atraído la atención debido a su alta cobertura y capacidad de transmisión de banda ancha. La modulación adecuada de las señales portadoras caóticas es uno de los problemas clave en el diseño de sistemas de comunicación basados en el caos. Es desafiante modular y demodular una señal caótica de la misma manera que una señal convencional debido a su forma similar al ruido y características de banda ancha. Por lo tanto, el desarrollo de nuevas técnicas de modulación-demodulación es de gran interés en el campo. Un enfoque posible aquí es utilizar integración numérica adaptativa, que permite controlar las propiedades del modelo caótico de diferencias finitas. En este estudio, describimos una nueva técnica de modulación para sistemas de comunicación basados en el caos basada en métodos Runge-Kutta explícitos de segundo orden generalizados. Utilizamos un banco de pruebas especialmente diseñado para evaluar la eficiencia del método de modulación propuesto y compararlo con soluciones de vanguardia. Los resultados experimentales muestran que la técnica de modulación propuesta supera al método de modulación paramétrica convencional tanto en cobertura como en inmunidad al ruido. Los resultados obtenidos pueden aplicarse eficientemente al diseño de sistemas de comunicación basados en el caos avanzados, así como utilizarse para mejorar arquitecturas existentes.

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