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http://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/2513| Sistemas de estimación caótica para señales Chirp en presencia de altos niveles de ruido | |
| Pedro Pancóatl-Bortolotti | |
| Rogerio Enriquez-Caldera | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| weak chirp signal detection chaos-based systems Liènard systems Adaptive Intermittence Oscillator Array Time-Frequency representation | |
| La teoría del caos es una rama de los sistemas dinámicos relativamente reciente, esta ha permitido el desarrollo de nuevos sistemas y dispositivos para la transmisión eficiente de información, encriptación, enmascaramiento de datos, detección de señales y sincronización, esto se debe a su alta capacidad para producir secuencias pseudoaleatorias y a su resistencia al ruido. Particularmente, estos sistemas suelen ser robustos y de fácil implementación para la valoración de fallas mecánicas y estructurales, detección de señales biomédicas, o detección de señales para comunicaciones, radar o sonar. Recientemente, han sido desarrollados mecanismos de detección de señales no estacionarias en frecuencia, como es el caso del Sistema de Osciladores Duffing Adaptativo (SODA), el cual conduce al sistema hacia el régimen de intermitencia entre secuencias periódicas y caóticas, logrando altas tasas de detección con relación señal a ruido de -17 dB. Sin embargo, bajo el esquema mencionado anteriormente, no han sido explorados otros sistemas no lineales y caóticos para evaluar y comparar su desempeño en condiciones de ruido severo. Esta investigación presenta el diseño de sistemas no lineales de segundo orden a partir de la teoría de Liènard, lo que permite definir funciones para producir un ciclo límite estable (oscilaciones periódicas). Una vez definidos, los sistemas pueden conducirse hacia un régimen de caos intermitente usando un método de búsqueda y sintonización de parámetros diseñado para tal propósito. A diferencia del sistema Duffing con SODA, los nuevos sistemas propuestos mostraron un incremento de la sensibilidad y mejor rendimiento con relaciones señal-ruido extremadamente bajas (-35 dB). Adicionalmente, los nuevos sistemas resultaron completamente compatibles con mecanismos de detección no estacionaria como el denominado Stopping Oscillations, el cual aprovecha las características no lineales de un simple oscilador, en vez de conducirse en régimen de caos. Chaos theory is a recent branch of study of dynamic systems that has allowed the development of new systems and devices for the efficient transmission of information, masking, data encryption, signal detection, and synchronization, all due to its high capacity to produce pseudo-random sequences and its resistance to noise. In particular, these systems tend to be robust and easy to implement for evaluation of mechanical and structural failures, detection of biomedical signals, communication signals, radar or sonar. Recently, new mechanisms have been developed for non-stationary signal detection as in the case of Adaptive Duffing Oscillator System (ADOS), which drives the system into a chaotic and periodic intermittence regime, achieving high detection rates with a signal-to-noise ratio of -17 dB. Nevertheless, under the scheme mentioned above, other no lineal and chaotic systems have not been tested yet, in order to compare and evaluate their performance in severe noise conditions. This research presents the design of second-order nonlinear systems based on Liènard's theory, which allows defining functions to produce a stable limit cycle (periodic oscillations). Once systems have been defined, they can be lead to a regime of intermittent chaos using a properly design method of parameter search and tuning. Unlike the Duffing system using ADOS, the new systems proposed showed an increase in sensitivity and better performance with an extremely low signal-to-noise ratio (- 35 dB). Furthermore, the new systems proved to be fully compatible with non-stationary detection mechanisms such as the so-called Stopping Oscillation (SO), which takes advantage of the non-linear characteristics of a single oscillator, rather than leading to a regime of chaos. | |
| Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| 2023-08 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Estudiantes Investigadores Público en general | |
| Pancóatl Bortolotti, P., (2023), Sistemas de estimación caótica para señales Chirp en presencia de altos niveles de ruido, Tesis de Doctorado, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| ELECTRÓNICA | |
| Versión aceptada | |
| acceptedVersion - Versión aceptada | |
| Aparece en las colecciones: | Doctorado en Electrónica |
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