Comunicaciones basadas en caos en sistemas de altas prestaciones
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Francisco J. Escribano1, Alexandre Wagemakers2, Miguel A. F. Sanjuán2
1Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones, Universidad de Alcalá de Henares2Departamento de Física, Universidad Rey Juan Carlos
Comunicaciones caóticas en sistemas de altas prestaciones
NoLinealNoLinealZaragoza, 4-6 de junio de 2012Zaragoza, 4-6 de junio de 2012
Esquema de la presentación
1.Introducción2.Comunicaciones de 4ª generación3.MIMO y OFDM4.Codificando con caos
1. Introducción
Comunicación con caos: se plantea en los años 90 (S. Hayes, C. Grebogi and E. Ott, “Communicating with Chaos”, PRL, 70 (1993)).
¿Por qué?
canales dispersivos
comunicaciones de banda ancha
comunicaciones seguras
1/8
→ Señales deterministas de aspecto ruidoso aptas para:
2. Comunicaciones de 4ª generación
Entorno: Inalámbrico Movilidad
Alta velocidad: Hasta 1Gbps en situación estática Hasta 100Mbps para usuarios móviles
La consecución de estos objetivos requiere: Gran ancho de banda Combatir:
Desvanecimientos Interferencias
2/8
3. MIMO y OFDM
MIMO: multiple-input multiple output
Sisemas multiantena
Mejoras potenciales en fiabilidad, cobertura y velocidad
3/8
2. MIMO y OFDM
Multiplexación espacial: varios flujos en paralelo
Diversidad espacio-temporal: explotar todos los trayectos
4/8
Interferencia: capacidada costa de tasa de error
Redundancia: tasa de errora costa de capacidad
4. MIMO y OFDM
Separación de un gran ancho de banda en canales de banda estrecha:
Cada trayecto del sistema MIMO sólo sufre desvanecimiento plano No distorsión de amplitud Igualación / compensación se simplifica
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4. Codificando con caos
Modulaciones codificadas con caos: ventajas potenciales en entornos con desvanecimiento no selectivo en frecuencia Ejemplo:
7/8
Moduladorcaótico 2
Moduladorcaótico 1
Permutador
bn
cn
x1n
x2n
Al canal
6. Conclusiones
Comentarios finales:
► Para conseguir las tasas previstas en 4G, se recurre a MIMO + OFDM.
► MIMO + OFDM: convierte el multicamino en un aliado.
► MIMO + OFDM: el entorno está afectado sólo por desvanecimiento plano.
► En condiciones MIMO + OFDM + desvanecimiento, las modulaciones con codificación caótica ofrecen ventajas potenciales.▼ Explotación de su carácter no lineal, no uniforme.
► Cada dB de mejora en EbN0:▼ Mayor duración de las baterías de los dispositivos inalámbricos.▼ Aumenta la disponibilidad, fiabilidad y velocidad del sistema.
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7. Algunas publicaciones
1. F. J. Escribano, L. López and M. A. F. Sanjuán, ‘Iteratively Decoding Chaos Encoded Binary Signals’, Proc. of the 8th IEEE Int. Symp. on Signal Processing and its Applications, 2005.
2. , ‘Evaluation of Channel Coding and Decoding Algorithms Using Discrete Chaotic Maps’, CHAOS, 2006.
3. , ‘Exploiting Symbolic Dynamics in Chaos Coded Communications with Maximum a Posteriori Algorithm’, Electron. Lett., 2006.
4. , ‘Serial Concatenation of Channel and Chaotic Encoders’, Proc. of the 14th Int. Workshop on Nonlinear Dynamics of Electronic Systems, 2006.
5. F. J. Escribano, L. López and M. A. F. Sanjuán, ‘Chaos Coded Modulations over Rician and Rayleigh Flat Fading Channels’, IEEE TCAS-II, 2008.
6. F. J. Escribano, S. Kozic, L. López, M. A. F. Sanjuán and M. Hassler, ‘Turbo-Like Structures for Chaos Coding and Decoding’, IEEE Trans. Comm., 2009.
7. F. J. Escribano, L. López and M. A. F. Sanjuán, ‘Improving the Performance of Chaos Based Coded Modulations via Serial Concatenation’, IEEE TCAS-I, 2010.
8. , ‘Analysis of Chaos-Based Coded Modulations under Intersymbol Interference’, Jour. of Computers, 2010.
9. A. Wagemakers, F. J. Escribano, L. López and M. A. F. Sanjuán, ‘Competitive Decoders for Turbo-Like Chaos-Based System’, IET Comm., 2012.
Gracias por su atención