Jamming mitigation via hyperchaos underactuated synchronization

Kevin Herman Muraro Gularte

doi:10.1007/s11071-026-12975-x

2026-08-31

Kevin Herman Muraro Gularte

Willian Arvey Molano Gabalán

José Alfredo Ruiz Vargas *

João Paulo C. L. da Costa

Antonio Silva

Giovanni Almeida Santos

Juan Carlos González Gómez

Guillermo Alvarez Bestard

DOI：10.1007/s11071-026-12975-x

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摘要

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基于混沌的同步因其在安全通信中固有的不可预测性、宽带特性和高敏感性而受到广泛关注。然而，许多现有同步框架仍存在显著局限性，包括不连续控制律、对不确定性和外部扰动的鲁棒性有限、结构复杂度高以及计算负担大。这些限制在车辆对一切（V2X）和大规模 cyber-physical systems 等实际通信环境中更为关键，在这些环境中，低延迟、对多节点网络的扩展性、对不确定性（如外部干扰和 jamming）的鲁棒性以及安全信息交换构成基本操作要求。在这种情况下，干扰、jamming 和实现约束会显著降低同步质量和通信可靠性。为解决这些问题，本文提出了一种基于 Lyapunov 理论的高维超混沌系统鲁棒欠驱动同步框架，并研究其在线路通信中的应用。所提出的方法采用单一标量线性反馈控制律，从而在保持鲁棒性的同时降低结构复杂度。干扰和 jamming 信号被明确纳入稳定性分析。结果表明，同步误差和相应的消息解密误差是统一最终有界的，并收敛到原点的残余邻域。同步器增益提供了一个可以影响残余同步区域的实际调节参数，尽管相应的 Lyapunov 估计是保守的，并不意味着实际同步误差的任意单调减少。进行全面的仿真研究，以评估不良运行条件下的同步性能、鲁棒性和安全消息恢复。获得的结果表明，所提出的框架能够在降低致动复杂度的同时实现鲁棒同步和可靠的安全通信，凸显其在干扰和 jamming 条件下应用于实际安全通信系统的潜力。

Keyword:

Hyperchaos

Secure communication

Synchronization

Jamming mitigation

Underactuated control

Lyapunov theory