Karışık modlu yeni bir kaotik devre modeli tasarımı ve güvenilir haberleşme amaçlı sistem gerçekleştiriminde kullanılması
A Novel mixed-mode chaotic circuit model design and its usage in the implementation of the secure communication system
Yazar: RECAİ KILIÇ
Danışman: PROF.DR. MUSTAFA ALÇI
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2000
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Kaotik devreler = Chaotic circuits ; Kaotik sistemler = Chaotic systems ; İletişim sistemleri = Communication systems

Özet:
ÖZET Kaos tabanlı güvenilir haberleşme sistemleri, iletilecek bildiri işaretlerinin spektrumunu geniş bir sahaya yayabilmeleri, eşzamanlı olarak bildiri işaretlerini kodlayabilmeleri ve bu işlemleri basit ve pahalı olmayan kaotik devre düzenekleriyle gerçekleştirebilmeleri sebebiyle, literatürdeki standart yayılı spektrumlu haberleşme sistemlerine alternatif olmuşlardır. Kaotik haberleşme sistemlerinde kullanılacak kaotik devre modelleri, basit bir tasarıma sahip olmalarının yamsıra geniş ve zengin kaotik parametre değişimleri ve yapılarındaki ekstra güvenlik anahtarları sayesinde sisteme daha yüksek güvenilirlik özelliği katabilmelidirler. Bu yüzden bu tezde, kullanıldığı haberleşme sisteminde yüksek güvenilirlik sağlayacak, hem otonom hem de otonom olmayan kaotik devre dinamiklerinin her ikisine de sahip olan, yeni karışık modlu bir kaotik devre modeli geliştirilmiş olup, bu kaotik devre modeli kullanılarak değişik formdaki işaretlerin iletimi amaçlı kaotik haberleşme sistem tasarımı ve gerçekleştirimi yapılmıştır. Beş bölümden oluşan tez çalışmasının ilk bölümünde, kaos ve kaotik sistemlerin özellikleri ile otonom ve otonom olmayan kaotik devre model yapıları tanıtılmıştır. İkinci bölümde, literatürdeki kaotik haberleşme sistemlerinde kullanılan kaotik maskeleme, kaotik anahtarlama, kaotik modülasyon ve tahminsel kontrol metodlanmn ayrıntılı incelemesi yapılmış ve karşılaştırmalı olarak performansları değerlendirilmiştir. Üçüncü bölümde, kaotik nöron ve kaotik nöral ağ kavramları tanıtılarak, kaotik nöron devre modelinin analizi yapılmış ve bu modelin kaotik haberleşme sistem tasarımında nasıl kullanılabileceği yapılan bilgisayar simülasyonları ile gösterilmiştir. Geliştirilen yeni karışık modlu kaotik devre modeli ve bu model kullanılarak tasannu ve gerçeMeştirimi yapılan kaotik haberleşme sistemleri ile ilgili bilgisayar simülasyonları ve deneysel sonuçlar dördüncü bölümde verilmiştir. Yine bu bölümde, geliştirilen karışık modlu kaotik devre modelinin basitliği ve yüksek güvenilirlik derecesinin, bu devreyi kaotik haberleşme sistemlerinde kullanılması için avantajlı kıldığı bilgisayar simülasyonları ve laboratuar deneyleri ile gösterilmiştir. Son bölümde, bu çalışmada elde edilen sonuçlar tartışılmış ve değerlendirilmiştir.

Abstract:
VI ABSTRACT Since chaos-based secure communication systems are able to spread the spectrum of the information signals and simultaneously encrypt the information signals with chaotic circuitry which is simple and inexpensive, these systems have been alternative of the standard spread-spectrum systems. Chaotic circuit models for use in chaotic secure communication systems must not only have a simple design but also be able to provide greater reliability to the communication system in the form of a wide range of parameter variations and extra security keys. Therefore in this thesis, a novel mixed-mode chaotic circuit model which has both autonomous and nonautonomous chaotic circuit dynamics and which is able to provide greater reliability in chaotic communication has been developed and using this model, the design and implementation of chaotic communication system have been realized for transmission of different-shaped information signals. In the first chapter of the thesis, which consists of five chapters, the features of chaos and chaotic systems and the structures of autonomous and nonautonomous chaotic circuit models have been introduced. In the second chapter, chaotic masking, chaotic modulation, chaotic switching and predictive control methods used in chaotic communication systems in the literature have been investigated and their performances have been evaluated with comparison. In the third chapter, the concepts of chaotic neuron and chaotic neural network have been introduced. Chaotic circuit neuron model has been analyzed and how this model can be used in chaotic communication system design has been shown by computer simulations. The findings obtained by computer simulations and laboratory experiments related to novel mixed-mode chaotic circuit model and chaotic communication systems designed and implemented using this mixed-mode chaotic circuit model have been given in the fourth chapter. Also in this chapter, that the novel mixed-mode chaotic circuit model's simplicity and the feature of high reliability degree offer possibly advantages for its usage in chaotic communications, has been verified by computer simulations and laboratory experiments. Results obtained in this work have been discussed and evaluated in the last chapter.