PLLカオスを利用した機密性に優れた新しい通信方式の開発

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09750432
• 研究機関: 宇部工業高等専門学校
• 研究代表者: 白濱 弘幸 宇部工業高等専門学校, 電気工学科, 助教授 (60275427)
• キーワード: PLL / カオス / ネットワーク / 通信 / ニューラルネットワーク

研究概要

課題研究では、PLLカオスを用いた秘匿通信の開発の第一段階として、結合PLLシステムに発生するカオスの基本特性に関する研究が行われた。研究は主にブレッドボード実験によって遂行され、数値シミュレーションは実験結果の確認のために行われた。
結合PLLシステムとしては、1)相互結合型、2)格子状結合型、3)大域結合型の3種類が検討された。ここで、相互結合型システムは最も基本的な通信システム、格子状結合型システムは環状通信システム、大域結合型システムは星状通信システムをモデル化したものである。相互結合型PLLシステムでは、従来の間欠性カオスに分類されない"オンオフ間欠性カオズ"と全く新しい間欠性カオスを発見した。格子状結合型、大域結合型の両PLLシステムでは、サブシステム同士がクラスタを生成し、その挙動をコントロールパラメータによって制御できることを確認した。これらの結果は、結合PLLシステムによって生成するカオス的現象が通信システムへ応用することが可能であることを示唆している。現在、これらの結果を受けて、PLL結合システムICの設計を行っている。今後、より実用化に向けた検討を行う予定である。
また、課題研究で発見された間欠カオスのニューラルネットワークへの応用を目指し、論理指向ニューラルネットワークシステムの開発も行った。ニューラルネットワークの研究は、課題研究から派生したものであるが、興味深い研究結果が得られている。今後、この方向の研究を発展させたいと考えている。

研究成果

• [文献書誌] H.SHIRAHAMA, K.NASU, A.M.HAIDAR and K.FUKUSHIMA: "A Study on Spatial Properies of Coupled PLL Lattice System" 1998 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications. 3. 831-834 (1998)
• [文献書誌] A.M.HAIDAR, H.SHIRAHAMA and T.MORISUE: "Logic Oriented Neural Netwaorks and its Computer Applications" 1998 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications. 3. 1169-1172 (1998)
• [文献書誌] H.SHIRAHAMA, K.FUKUSHIMA, N.YOSHIDA and K.TANIGUCHI: "Intermittent Chaos in a Mutully Coupled PLLs System" IEEE Trans.on Circuits and Systems, Part 1. 45・10. 1114-1117 (1998)
• [文献書誌] H.SHIRAHAMA, K.MASU, A.M.HAIDAR and K.FUKUSHIMA: "On-Off Intermittency Observed in a Mutually Coupled Phase-Locked Loops System" IEEE Proceedings Science, Measurement and Technology. (to be published).