Haberleşme Sistemlerinde Kesir Dereceli ve Memristör Tabanlı Kaotik Osilatörlerin Kullanımı

Kaya G., Altun K.

Uluslararası Bilimsel Araştırmalar ve İnovasyon Kongresi, Sivas, Türkiye, 13 - 15 Ekim 2022, ss.1-6

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Sivas
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.1-6
  • Sivas Cumhuriyet Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Kaotik sinyaller periyodik olmayan ve tahmin edilmesi zor parametre ve başlangıç koşul hassasiyeti yüksek sinyallerdir. Kaotik sinyallerin elde edilebilmesi için toplamda üçüncü derece durum denklemlerine ihtiyaç vardır. Ancak sistemin kaosa girmesi bazı denklemler için üçüncü derecenin altında olması yeterli olabilir. Bu denklemlerin kesir dereceli olarak modellenmesi sistemin gerçekliğini artırır. Bu durum özellikle güvenilir haberleşme sistemlerinde kullanılan kaotik sinyallerin tahmin edilmesini zorlaştırırken senkronizasyon sürelerini kısaltır ve toplam BER/SNR oranını azaltmaktadır. Bu nedenle kaotik sistemleri kesir dereceli elde edilerek haberleşme sistemlerinde kullanımı oldukça önemlidir. Ayrıca kesir derecesi bir parametre olarak sistemin esnekliğini ve karmaşıklığını artırmaktadır. Bu çalışmada, kesir dereceli kaotik sinyal kullanılarak haberleşme sistemi kullanılmıştır. Simülasyon sonuçları, kesir dereceli kaotik sinyal kullanılan haberleşme sistemlerinde BER/SNR oranını daha düşük olduğu gözlemlenmiştir.

Kaotik sistemlerin en çok uygulama fırsatı bulduğu alan haberleşme sistemleridir. Haberleşme sistemlerinin güvenilirliğinin artırılmasında tercih edilmektedir. Güvenilir haberleşme sistemlerinde temel amaç, iletilecek bilgi sinyalinin güvenli bir şekilde tahmin edilmesi zor bir taşıyıcı sinyal ile bilgi sinyalini gizlemek ve bilgi sinyalini alıcıda tekrar elde edebilmektir. Bu nedenle kaotik sinyalin karmaşıklığının artırılması haberleşme sisteminin de güvenilirliğini artırmaktadır. Kaotik sinyal üretiminde doğrusal olmayan karakteristiğe sahip memristörlerin kullanımı ile karmaşıklığı yüksek sinyaller elde edilmiştir. Memristörler uygulanan frekans, genlik gibi birçok parametre ile değişen direnç karakteristiği gösteren ve son direnç değerini hafızasında tutabilen doğrusal olmayan devre elemanıdır. Bu özelliği nedeniyle kaotik osilatörlerin karmaşıklığını artırmakla beraber haberleşme sitemlerinde tahmin edilebilirliklerini azaltmıştır. Bu çalışmada kaos tabanlı güvenilir haberleşme sistem için memristör kullanılarak kaos sinyalleri elde edilmiştir. Memristör tabanlı kaotik sinyaller kullanılarak kaotik tabanlı haberleşme sisteminin benzetimi gerçekleştirilmiştir. Simülasyon sonuçları, oluşturulan memristör tabanlı haberleşme sisteminin güvenli olabileceğini doğrulamaktadır.

Yapılan bu iki analiz neticesinde kesir dereceli sistemlerin ve memristörlerin beraber kullanılarak elde edilecek haberleşme sitemlerinin daha karmaşık ve güvenli olacağı ön görülmektedir. Bu nedenle bir sonraki çalışmaların bu yönde gerçekleştirilmesi hedeflenmektedir.