SYNCHRONIZATION AND CONTROL OF CHAOTIC SYSTEMS. SPATIO-TEMPORAL STRUCTURES AND APPLICATIONS TO COMMUNICATIONS.

Autor: PEREZ MARIÑO INES
Año: 1998
Universidad: SANTIAGO DE COMPOSTELA
Centro de realización:
Centro de lectura: FISICA
Director: PEREZ VILLAR VICENTE
Tribunal: COLET PERE , CASTEDO RIBAS LUIS , O. CHUA LEON , BOCCALETTI STEFANO , MATIAS MURIEL MANUEL A.
Resumen de la tesis

Un campo de investigación muy activo hoy en día es el estudio de sistemas dinámicos no lineales y, particularmente, el de los sistemas caóticos. A pesar de que esta rama de investigación es relativamente joven, no hay la menor duda de que esta llegando a adquirir cada vez más importancia en una gran variedad de disciplinas. En concreto, este trabajo se ha centrado en el estudio de la sincronización y el control de sistemas caóticos, mostrando algunas aplicaciones potenciales a la Biología y al campo de las comunicaciones. La primera parte de la tesis está dedicada al estudio del comportamiento de osciladores caóticos acoplados. En particular, se ha analizado la estabilidad del estado sincronizado global en cadenas abiertas y cadenas cerradas constituidas por osciladores inicialmente en comportamiento caótico. También se ha prestado atención a las estructuras espacio-temporales (ondas periódicas y ondas caóticas rotantes) que pueden sugir cuando se produce una inestabilidad en el estado de sincronización de una cadena cerrada de osciladores caóticos, así como a la interacción entre este tipo de estructuras cuando dos cadenas cerradas de osciladores caóticos se conectan entre sí elemento a elemento. Se han llevado a cabo simulaciones numéricas de cadenas abiertas y cerradas de osciladores de Lorenz y de osciladores de Chua. Con este último tipo de osciladores también se presentan resultados experimentales realizados sobre una placa de circuitos electrónicos. La segunda parte de la tesis está dedicada a las aplicaciones de los sistemas caóticos al campo de las comunicaciones digitales. Después de mostrar una perspectiva general sobre las ventajas que el comportamiento caótico puede proporcionar a los sistemas de comunicaciones digitales convencionales y hacer una recopilación de los diferentes esquemas de comunicaciones con transmisión de señales caóticas propuestos hasta la fecha, se presenta un método sencillo de codificación de información digital en sistemas caóticos basado en técnicas de control de caos. Dicho método de control se basa en la aplicación de pequeñas perturbaciones sobre una de las variables del oscilador de Lorenz de forma que el sistema perturbado describa una trayectoria deseada que pueda identificarse fácilmente con un mensaje en formato binario. Además, debido a que las perturbaciones aplicadas son muy pequeñas, el sistema perturbado conserva la mayoría de las propiedades del sistema sin perturbar, incluyendo un cierto grado de determinismo, el cual puede ser explotado o bien para mejorar la fiabilidad de la transmisión o bien para aumentar la capacidad de transmisión del sistema de comunicaciones con un esquema de multiplexación en tiempo. Ambas mejoras se basan en la reconstrucción de partes relativamente grandes de una señal caótica a partir de muy pocas muestras de dicha señal. Para ello se han desarrollado dos métodos de reconstrucción que se basan en el conocimiento del sistema del Lorenz sin perturbar.
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