Published January 1, 2013
| Version v1
Publication
Open
A Chaos-Based Secure Direct-Sequence/Spread-Spectrum Communication System
- 1. Hanoi University of Science and Technology
Description
This paper proposes a chaos-based secure direct-sequence/spread-spectrum (DS/SS) communication system which is based on a novel combination of the conventional DS/SS and chaos techniques. In the proposed system, bit duration is varied according to a chaotic behavior but is always equal to a multiple of the fixed chip duration in the communication process. Data bits with variable duration are spectrum-spread by multiplying directly with a pseudonoise (PN) sequence and then modulated onto a sinusoidal carrier by means of binary phase-shift keying (BPSK). To recover exactly the data bits, the receiver needs an identical regeneration of not only the PN sequence but also the chaotic behavior, and hence data security is improved significantly. Structure and operation of the proposed system are analyzed in detail. Theoretical evaluation of bit-error rate (BER) performance in presence of additive white Gaussian noise (AWGN) is provided. Parameter choice for different cases of simulation is also considered. Simulation and theoretical results are shown to verify the reliability and feasibility of the proposed system. Security of the proposed system is also discussed.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تقترح هذه الورقة نظام اتصال آمن للتسلسل المباشر/الطيف المنتشر (DS/SS) قائم على الفوضى والذي يعتمد على مزيج جديد من تقنيات DS/SS التقليدية وتقنيات الفوضى. في النظام المقترح، تختلف مدة البت وفقًا للسلوك الفوضوي ولكنها تساوي دائمًا مضاعف مدة الشريحة الثابتة في عملية الاتصال. يتم نشر بتات البيانات ذات المدة المتغيرة عن طريق الضرب مباشرة بتسلسل pseudonoise (PN) ثم تعديلها على حامل جيبي عن طريق مفتاح إزاحة الطور الثنائي (BPSK). لاستعادة بتات البيانات بالضبط، يحتاج المتلقي إلى تجديد مماثل ليس فقط لتسلسل PN ولكن أيضًا للسلوك الفوضوي، وبالتالي يتم تحسين أمان البيانات بشكل كبير. يتم تحليل هيكل وتشغيل النظام المقترح بالتفصيل. يتم توفير التقييم النظري لأداء معدل خطأ البت (BER) في وجود ضوضاء غاوس البيضاء المضافة (AWGN). كما يتم النظر في اختيار المعلمات لحالات المحاكاة المختلفة. يتم عرض نتائج المحاكاة والنتائج النظرية للتحقق من موثوقية وجدوى النظام المقترح. كما تمت مناقشة أمن النظام المقترح.Translated Description (French)
Cet article propose un système de communication sécurisé à séquence directe/spectre étalé (DS/SS) basé sur le chaos qui est basé sur une nouvelle combinaison des techniques conventionnelles DS/SS et chaos. Dans le système proposé, la durée de bit varie en fonction d'un comportement chaotique mais est toujours égale à un multiple de la durée de puce fixe dans le processus de communication. Les bits de données à durée variable sont étalés dans le spectre en se multipliant directement avec une séquence de pseudo-bruit (PN), puis modulés sur une porteuse sinusoïdale au moyen d'une modulation par déplacement de phase binaire (BPSK). Pour récupérer exactement les bits de données, le récepteur a besoin d'une régénération identique non seulement de la séquence PN mais aussi du comportement chaotique, et donc la sécurité des données est considérablement améliorée. La structure et le fonctionnement du système proposé sont analysés en détail. L'invention concerne une évaluation théorique de la performance du taux d'erreur binaire (ber) en présence d'un bruit gaussien blanc additif (AWGN). Le choix des paramètres pour différents cas de simulation est également pris en compte. La simulation et les résultats théoriques sont présentés pour vérifier la fiabilité et la faisabilité du système proposé. La sécurité du système proposé est également discutée.Translated Description (Spanish)
Este documento propone un sistema de comunicación seguro de secuencia directa/espectro expandido (DS/SS) basado en el caos que se basa en una combinación novedosa de las técnicas convencionales de DS/SS y caos. En el sistema propuesto, la duración de los bits varía de acuerdo con un comportamiento caótico, pero siempre es igual a un múltiplo de la duración fija del chip en el proceso de comunicación. Los bits de datos con duración variable se dispersan en el espectro multiplicando directamente con una secuencia de pseudorruido (PN) y luego se modulan en una portadora sinusoidal por medio de modulación por desplazamiento de fase binaria (BPSK). Para recuperar exactamente los bits de datos, el receptor necesita una regeneración idéntica no solo de la secuencia PN sino también del comportamiento caótico y, por lo tanto, la seguridad de los datos se mejora significativamente. Se analiza en detalle la estructura y funcionamiento del sistema propuesto. Se proporciona una evaluación teórica del rendimiento de la tasa de error de bits (Ber) en presencia de ruido gaussiano blanco aditivo (AWGN). También se considera la elección de parámetros para diferentes casos de simulación. Se muestran resultados de simulación y teóricos para verificar la confiabilidad y factibilidad del sistema propuesto. También se discute la seguridad del sistema propuesto.Files
764341.pdf.pdf
Files
(15.8 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:be894b807aae618a3c63379c52352a81
|
15.8 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نظام اتصالات مباشر آمن قائم على الفوضى/انتشار الطيف الترددي
- Translated title (French)
- Un système de communication sécurisé à séquence directe/à spectre étalé basé sur le chaos
- Translated title (Spanish)
- Un Sistema de Comunicación Seguro de Secuencia Directa/Espectro Extendido Basado en el Caos
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2027337831
- DOI
- 10.1155/2013/764341
References
- https://openalex.org/W1995541622
- https://openalex.org/W2036201099
- https://openalex.org/W2067096554
- https://openalex.org/W2115986869
- https://openalex.org/W2116211855
- https://openalex.org/W2122092743
- https://openalex.org/W2127161633
- https://openalex.org/W2129690209
- https://openalex.org/W2136038769
- https://openalex.org/W2170195771
- https://openalex.org/W4249681744