Prototype of a multi-user chaos-based system with correlator and support vector machine receivers / Прототип многопользовательской системы, основанной на корелляционных приемниках или опорных векторах / Prototip višeučesničkog sistema baziranog na prijemnicima sa korelatorima ili mašinom podržavajućih vektora

• Main Author: Stevan M. Berber
• Format: Article
• Language: English
• Published: University of Defence in Belgrade 2016-04-01
• Series: Vojnotehnički Glasnik
• Subjects: Chaos-based communication; SVM and correlator receivers; CDMA systems; DSP desing of CDMA system; прямохаотические системы связи; SVM корреля- ционный приемник; CDMA системы; DSP развитие CDMA систем; haotični komunikacioni sistemi; SVM i korelatorski prijemnik; CDMA sistemi; DSR razvoj CDMA sistema
• Online Access: http://scindeks.ceon.rs/Article.aspx?artid=0042-84691602353B

Multiuser communication techniques are used in modern wireless networks like cellular and wireless sensor networks. The design of the physical layer for these networks was based on the application of binary spreading sequences and a correlation receiver. This paper presents a design of a multiuser code division transceiver using a new method of communication based on the application of chaotic spreading sequences that can increase security of the system, and on a new technique of detecting the received signal using a support vector machine and a traditional correlation receiver. The two receivers are theoretically analyzed, including the derivation of the probability of error expression in a closed form for the fading channel, and then implemented in DSP technology on a 32-bit floating-point TigerSHARC DSP platform. The comparison of two implemented systems showed that the support vector machine solution improves the robustness of the system, sacrificing the speed of processing. The achievable bit rate for the correlator receiver was up to two times higher than for the support vector machine receiver. / Технология многопользовательской системы коммуникации с кодовым распределением каналов (CDMA) используется в современных беспроводных сетях, таких как сотовые, радиотелефонные сети и беспроводные сенсорные сети. Развитие передачи сигнала на физическом уровне в сети, основано на применении двоичных последовательностей в расширении зоны сигнала и применении корреляционных приемников. В данной работе описана разработка приемопередатчика CDMA сигналов, при применении новых коммуникационных методов, основанных на хаотической последовательности в расширении зоны сигналов, обеспечивая тем самым защиту передачи сообщений в системе, применяя методы новых технологиях обнаружения сигналов при использовании машины опорных векторов в приемнике (SVM – приемник) и традиционного применения корреляционных приемников. Проведен теоретический анализ обеих моделей приемников, включая вывод вычисления вероятности битовых ошибок в каналах с замираниями (федингом) сигналов, затем произведено внедрение в цифровые технологии (DSP) на 32-битовую процессорную платформу TigerSHARC. Сопоставление этих систем показало, что решение применения машины опорных векторов (SVM – приемник) улучшает робастность системы за счет снижения скорости потока. В то время как осуществленный поток битов корреляционного приемника в два раза превышает поток битов приемника машины опорных векторов. / Tehnike višeučesničkih komunikacija sa kodnom raspodelom kanala (CDMA) koriste se u modernim bežičnim mrežama kao što su mobilne radio-telefonske mreže i bežične senzorske mreže. Razvoj prenosa signala na fizičkom nivou u ovim mrežama zasnovan je na primeni binarnih sekvenci za proširenje signala i primeni korelatorskih prijemnika. U ovom radu prikazan je razvoj primopredajnika za prenos CDMA signala korišćenjem nove komunikacione metode zasnovane na primeni haotičnih sekvenci za proširenje signala, čime se može povećati zaštita u prenosu poruka u sistemu, i razvojem nove tehnike detekcije signala korišćenjem mašina sa podržavajućim vektorima u prijemniku (SVM prijemnik) i tradicinalno korišćenog korelatorskog prijemnika. Oba razvijena prijemnika su teorijski analizirana, uključujući izvode izraza za verovatnoću greške bita u zatvorenom obliku u slučaju kanala sa fedingom, a zatim je izvršena njihova implementacja u digitalnoj tehnologiji (DSP) na 32-bitnoj procesorskoj platformi TigerSHARC. Poređenje ova dva sistema pokazalo je da rešenje sa mašinom sa podržavajućim vektorima (SVM prijemnik) poboljšava robustnost sistema po cenu smanjenja brzine procesiranja. Međutim, ostvarljivi protok bita kod prijemnika sa korelatorom bio je dva puta veći nego kod prijemnika koji koristi mašinu sa podržavajućim vektorima.