Emulación en FPGA de un Esquema de Modulación Caótica CSK con Portadoras Reconfigurables

Palabras clave: caos, CSK, FPGA, modulación, VHDL

Resumen

En este artículo se presenta una arquitectura para un transmisor-receptor con modulación caótica CSK y sincronización hamiltoniana. Las portadoras utilizadas se generaron utilizando un oscilador que imita el comportamiento de múltiples osciladores caóticos. Para este caso se generaron 6 osciladores caóticos, 3 de ellos en tres dimensiones (3D) y los otros 3 en cuatro dimensiones (4D). La arquitectura fue diseñada para una tarjeta FPGA Artix7-AC701 con chip xc7a200tfbg676. La aritmética binaria es de 32 bits, 1 bit para el signo, 21 para la parte entera y 10 para la parte fraccionaria. Por otro lado, el método numérico implementado a fin de no superar los recursos lógicos del chip FPGA fue el de punto medio, con el cual se consiguió generar las formas de onda de diversos osciladores caóticos sin divergencia en las trayectorias. La principal contribución de esta investigación es una metodología de sincronización con portadoras variables en el tiempo, cada variación corresponde a un oscilador distinto ya sea tridimensional o en hiperplano.

Descargas

La descarga de datos todavía no está disponible.

Citas

Abedini, M., Gomroki, M., Salarieh, H., Meghdari, A., (2014). Identification of 4D Lü hyper-chaotic system using identical systems synchronization and fractional adaptation law. Applied Mathematical Modelling. Vol. 38, pp. 4652-4661.

Effati, S., Saberi, J., Saberi, H., (2014). Optimal and adaptive control for a kind of 3D chaotic and 4D hyper-chaotic systems. Applied Mathematical Modeling, no. 2, vol. 38, pp. 759-774.

Hu, H., Liu, N., Ding, N., (2013). Pseudorandom sequence generator based on the Chen chaotic system. Computer Physics Communications, no. 3, vol. 184, pp. 765-768.

Kaddoum, G., Tadayon, N., (2017). Differential Chaos Shift Keying: a robust modulation scheme for power-line communications. IEEE Transactions on circuits and systems, no. 1, vol. 64, pp. 31-35.

Lai, Q., Nestor, T., Kengne, J., Zhao, X. W., (2018). Coexisting attractors and circuit implementation of a new 4D chaotic system with two equilibria. Chaos, Solitons and Fractals, vol. 107, pp. 92-102.

Liu, J., et al., (2002). Bridge the gap between the Lorenz system and the Chen system. International Journal of Bifurcation and Chaos, no. 12, vol. 12, pp. 2917-2926.

Posadas, Castillo, C., et al., (2014). Synchronization of Irregular Complex Networks with Chaotic Oscillators: Hamiltonian Systems Approach. Journal of applied research and technology, no. 4, vol. 12, pp. 782-791.

Qi, G., Chen, G., (2015). A spherical chaotic system. Nonlinear Dynamics, no. 81, vol. 2015, pp 1381-1392.

Qi, G., Chen, G., (2006). Analysis and circuit implementation of a new 4D chaotic system. Physics letters A, no. 4, vol. 352, pp. 386-397.

Rezk, A. A., et al., (2019). Reconfigurable chaotic pseudo random number generator based on FPGA. International Journal of Electronics and Communications (AEÜ), vol. 98, pp. 174-180.

Wang, M., et al., (2019). Dynamics and circuit implementation of a four-wing memristive chaotic system with attractor rotation. International Journal of Non-Linear Mechanics, no. 111, vol. 2019, pp. 149-159.

Wang, Z., et al., (2010). A new type of four-wing chaotic attractors in 3-D quadratic autonomous systems. Nonlinear Dynamics, no. 60, vol. 2010, pp. 443-457.

Xu, L., Zhang, J., (2022). A Novel four Wing chaotic system with multiple attractors based on hyperbolic sine: Application to image encryption. Integration, vol. 87, pp. 313-331.

Xu, Y., Zhang, M., Li, C., (2016). Multiple attractors and robust synchronization of a chaotic system with no equilibrium. Optik, vol. 127, pp. 1363-1367.

Zhang, K., Wang, H., Fang, H., (2012). Feedback control and hybrid projective synchronization of a fractional-order Newton-Leipnik system. Common Nonlinear Sci Number Simulat, no. 1, vol. 17, pp. 317-328.

Zhang, S., et al., (2018). Generating one to four-wing hidden attractors in a novel 4D no-equilibrium chaotic system with extreme multistability. Chaos, no. 28, vol. 2018, pp. 1-11.

Zhou, L., Chen, Z., Wang, Z., Wang, J., (2016). On the analysis of local bifurcation and topological horseshoe of a new 4D hyper-chaotic system. Chaos, Solitons and Fractals, vol. 91, pp. 148-156.

Publicado
2023-09-11
Cómo citar
Núñez-Pérez, J. C., Estudillo-Valdez, M. A., & Calvillo-Téllez, A. (2023). Emulación en FPGA de un Esquema de Modulación Caótica CSK con Portadoras Reconfigurables. Pädi Boletín Científico De Ciencias Básicas E Ingenierías Del ICBI, 11(Especial2), 167-174. https://doi.org/10.29057/icbi.v11iEspecial2.10849