Apports du chaos et des estimateurs d'états pour la transmission sécurisée de l'information

by Mihai Bogdan Luca

Doctoral thesis in Sciences et technologies de l'information et de la communication. Communications numériques

Under the supervision of Gilles Burel.

defended on 2006

in Brest and the jointly supervising institution l'Académie Technique Militaire (Bucarest) .

  • Alternative Title

    Chaos and state estimation methods for secured information transmission


  • Abstract

    The use of chaotic systems for the digital communications security is the main goal of this work. Chaotic synhcronization procedure has been firstly achieved by state estimation methods with the main contribution of a new nonlinear Kalman filter introduction. The performances are evaluated with respect to multiple criterias (MSE, stability, consistency), and through comparisons withe other Kalman filters (EKF, UKF). The second part of our work is devoted to chaotic receivers design, considering a direct sequence approach. The chaotic synchronized receivers are using a baseband processing of the received signal by dual estimation. In the case of some more difficult channels, as it is the case of underwater acoustic transmissions, the synchronization is achieved by classical methods (delay-locked loop). Following this approach we use further a new solution, which estimates the whole energetic propagation paths present at the receiver input. This scheme is obtained with the observation equation expansion in a manner where the channel coefficients are wheighted by the autocorrelation matrix. Tw receiver versions are considered fo a short and long spreading sequences, respectively. The last part of the document is dedicated to the presentation of a new compression method, that uses chaotic symbolic dynamics; this allows the coding of some informational sequence in a form of an initial conditions interval.


  • Abstract

    L'emploi de systèmes chaotiques pour la sécurisation de transmissions numériques est l'objectif principal de cette thèse. L'étude de la synchronisation chaotique a tout d'abord été réalisée par des méthodes d'estimation d'état avec un accent important sur la mise en place d'une nouvelle méthode de filtrage de Kalman polynomiale Exacte. Les performances sont ensuite évaluées, en considérant plusieurs critères (EQM, stabilité, consistence), par rapport à d'autres solutions de filtrage de Kalman (EKF, UKF). Une deuxième partie de l'étude concerne les structures de récepteurs adaptés aux systèmes de télécommunication à porteuse chaotique (étalement par séquence chaotique directe). Pour les récepteurs à synchronisation chaotique on utilise des solutions de traitement en bande de base du signal reçu par estimation parallèle. Pour des applications sur des canaux réels difficiles, comme c'est le cas des transmissions acoustiques sous-marines, la synchronisation est réalisée par des méthodes classiques (boucle à verrouillage de retard). On introduit par la suite un nouveau schéma en développant l'équation d'observation des coefficients du canal pondérés par la matrice d'auto-corrélation. Deux versions sont ainsi considérés ; le cas des séquences d'étalement courtes et le cas des séquences longues. La dernière partie du document est dédiée à la présentation d'une méthode de compression originale qui utilise la dynamique symbolique chaotique; celle-ci réalise le codage d'une séquence informationnelle sous la forme d'un intervalle de conditions initiales.

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This thesis has resulted in a publication by in 2010 by [CCSD] [diffusion/distribution] in Villeurbanne

Apports du chaos et des estimateurs d'états pour la transmission sécurisée de l'information

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Informations

  • Details : 1 vol. (179 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.165-177. Index

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  • Library : Université de Bretagne Occidentale. Service commun de la documentation Section Droit-Sciences-STAPS.
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  • Odds : TBRC2006/31
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