Modulation and detection schemes based on chaotic attractors properties : application to wideband transmissions

Abstract

Au cours des vingt dernières années, les systèmes de communications basés sur le chaos ont été étudiés, avec pour objectif la possibilité de générer les signaux large-bande par des circuits électroniques simples, permettant une faible complexité des circuits émetteurs-récepteurs. Cette thèse concerne l’étude de systèmes de transmissions large-bande basés sur le chaos, en utilisant certaines propriétés des attracteurs chaotiques. Tout d’abord, un système dynamique a été choisi et étudié, permettant de générer des signaux chaotiques qui possèdent des composantes périodiques. L’analyse de ces attracteurs chaotiques cycliques (CCA) met en évidence des propriétés spécifiques en lien avec leur période. Ensuite, deux schémas de modulation basés sur les CCAs sont proposés. Les détections non-cohérentes associées sont réalisées par l’observation des propriétés spécifiques des signaux rec¸us. L’évaluation des performances des systèmes basés sur les CCAs dans le cas d’un canal de bruit additif Gaussien montre des performances meilleures que celles des systèmes dits ”differential chaos shift keying (DCSK)”, en bas débit de symboles. En outre, les performances dans le cas multi-trajet sont comparables dans la bande de 2,4 GHz. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- In the past twenty years, chaos-based communication systems have been studied, considering the possibility of generating wideband signals by simple electronic circuits, hence low complexity in transceiver. The aim of this thesis is to study the chaos-based wideband transmission systems relying on the properties of chaotic attractors. Firstly, a dynamical system is selected and studied, allowing to generate the chaotic signals with a periodic component. The analysis of such chaotic cyclic attractors (CCA) shows the specific properties. Then, two CCA-based modulation schemes are proposed, with the simple noncoherent detections realized by observing the specific properties of the received signals. The performance evaluation of CCA-based systems in the additive white Gaussian noise (AWGN) channel shows a better noise performance with long symbol duration, compared to the one of differentially chaos shift keying (DCSK). In addition, they have a comparable multipath performance in the 2.4 GHz ISM environmen