Comunicaciones basadas en caos en sistemas de altas prestaciones

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Comunicaciones basadas en caos en sistemas de altas prestaciones

  1. 1. Comunicaciones caóticas en sistemas de altas prestaciones Francisco J. Escribano1, Alexandre Wagemakers2, MiguelA. F. Sanjuán21 Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones, Universidad de Alcalá de Henares2 Departamento de Física, Universidad Rey Juan Carlos NoLineal Zaragoza, 4-6 de junio de 2012
  2. 2. Esquema de la presentación1.Introducción2.Comunicaciones de 4ª generación3.MIMO y OFDM4.Codificando con caos
  3. 3. 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? → Señales deterministas de aspecto ruidoso aptas para:  canales dispersivos  comunicaciones de banda ancha  comunicaciones seguras1/8
  4. 4. 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  Interferencias2/8
  5. 5. 3. MIMO y OFDM  MIMO: multiple-input multiple output  Sisemas multiantena  Mejoras potenciales en fiabilidad, cobertura y velocidad3/8
  6. 6. 2. MIMO y OFDM  Multiplexación espacial: varios flujos en paralelo Interferencia: capacidad a costa de tasa de error  Diversidad espacio-temporal: explotar todos los trayectos Redundancia: tasa de error a costa de capacidad4/8
  7. 7. 3. MIMO y OFDM  OFDM: Orthogonal Fequency Division Multiplex5/8
  8. 8. 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 simplifica6/8
  9. 9. 4. Codificando con caos  Modulaciones codificadas con caos: ventajas potenciales en entornos con desvanecimiento no selectivo en frecuencia  Ejemplo: bn x1n Modulador caótico 1 Permutador Al canal cn x2n Modulador caótico 27/8
  10. 10. 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.8/8
  11. 11. 7. Algunas publicaciones1. 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

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