Разработка имитационной модели канала с группирующимися ошибками


DOI: 10.34759/trd-2023-128-12

Авторы

Волков А. С.

Национальный исследовательский университет «МИЭТ», 124498, Москва, Зеленоград, пл. Шокина, д. 1

e-mail: leshvol@mail.ru

Аннотация

Разработана имитационная модель канала связи с группирующимися ошибками на основе модели Гилберта. Помимо группирующихся ошибок в канале связи, модель учитывает и аддитивный белый гауссовский шум, позволяющий наблюдать наличие случайных ошибок.

Рассмотрены свойства канала связи на основе модели Гилберта и влияние появления группирующихся ошибок на передаваемую последовательность дискретных сообщений. Разработан алгоритм генерации группирующихся ошибок согласно ключевым параметрам, входящим в вероятностную схему. Предложена модифицированная схема системы связи с возможностью дополнения кодовой последовательности нулями и матричного перемежения кодовых символов, за счёт которых достигается регулировка скорости недвоичного кода Рида-Соломона.

Выполнена оценка расхождения вероятности битовой ошибки (BER) от глубины матричного перемежителя при наличии группирующихся ошибок, а также при помощи статистического моделирования получены вероятности битовой ошибки.

Представлены оценки методов борьбы с группирующимися ошибками при наихудших сценариях выбранной вероятностной схемы.


Ключевые слова:

дискретный канал, группирующиеся ошибки, модель Гилберта, вероятностная схема, перемежение, помехоустойчивое кодирование, вероятность битовой ошибки

Библиографический список

  1. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. — М.: Советское радио, 1975. — 400 с.
  2. Галлагер Р. Теория информации и надежная связь. — М.: Советское радио, 1974. — 720 с.
  3. Павлов А.А., Романенко Ю.А., Царьков А.Н. и др. Оценка аппаратурной и временной избыточности при использовании аддитивного вектора ошибок для коррекции пакетных ошибок в цифровых системах передачи данных // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 7. С. 140-150. DOI 10.18127/j00338486-202107-18.
  4. Блох Э.Л., Попов О.В., Турин В.Я. Модели источников ошибок в каналах передачи цифровой информации. — М.: Связь, 1971. — 312 с.
  5. Таныгин М.О., Ахмад А.А.А., Власова А.О. Описание модели определения вероятности безошибочного принятия приемником пакетов сообщения // V Всероссийская научно-практическая конференция «Инфокоммуникации и космические технологии: состояние, проблемы и пути решения» (Курск, 15–16 апреля 2021): сборник статей. — Курск: Юго-Западный государственный университет, 2021. С. 358-362.
  6. Шевченко В.А. Верхняя аддитивная граница вероятности ошибки в канале связи с памятью при использовании кодирования и псевдослучайного перемежения // Известия Института инженерной физики. 2019. № 2(52). С. 26-31.
  7. Вересова А.М., Овчинников А.А. Об использовании согласованных метрик в каналах с памятью для кодов Гилберта // XXIII международная научная конференция «Волновая электроника и инфокоммуникационные системы» (Санкт-Петербург, 01–05 июня 2020): сборник статей. — Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, 2020. С. 176-182.
  8. Овчинников А.А., Фоминых А.А. О некоторых распределениях иррегулярных низкоплотностных кодов в каналах с двумя состояниями // XXIV Международная научная конференция «Волновая электроника и инфокоммуникационные системы» (Санкт-Петербург, 31 мая — 04 июня 2021): сборник статей. — Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, 2021. С. 132-138.
  9. Джумков В.В., Мальцев Г.Н. Аддитивная граница вероятности ошибки на бит информации в дискретном канале передачи информации с помехоустойчивым кодированием и группированием ошибок // Информационно-управляющие системы, 2020. № 4. С. 78-86.
  10. Крук Е.А., Овчинников А.А. Точная корректирующая способность кодов Гилберта при исправлении пакетов ошибок // Информационно-управляющие системы. 2016. № 1 (80). С. 80-87.
  11. Овчинников А.А., Вересова А.М. Сравнение вероятности ошибки декодирования кодов Рида-Соломона и низкоплотностных кодов в канале Гилберта — Эллиота // XXV Международная научная конференция «Волновая электроника и инфокоммуникационные системы» (Санкт-Петербург, 30 мая-03 июня 2022): сборник статей. — Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, 2022. С. 71-75.
  12. McCullough, H. Richard, The binary regenerative channel // Bell System Technical Journal, 1968, vol. 47(8), pp. 1713-1735.
  13. Шевцов А.В., Журбенко П.В. Модели ошибок в дискретных каналах связи // Вестник Морского государственного университета. 2016. № 75. С. 137-143.
  14. Мальцев Г.Н., Джумков В.В. Обобщенная модель дискретного канала передачи информации с группированием ошибок // Информационно управляющие системы. 2013. № 1(62). С. 27-33.
  15. Kim, J. -W. Kim, J. -S. No. New Design of Error Control Codes Resilient to Single Burst Error or Two Random Bit Errors Using Constacyclic Codes // IEEE Access, 2022, vol. 10, pp. 131101-131108, DOI: 10.1109/ACCESS.2022.3229427.
  16. Bennett, F. Froehlich. Some results on the effectiveness of error-control procedures in digital data transmission // IRE Transactions on Communications Systems, 1961, no. 9, pp. 58-65.
  17. Квашенников В.В., Бугаков И.А., Кузин А.В. Оценивание вероятностей приема помехоустойчивого кода в каналах с независимыми и группирующимися ошибками // Известия Института инженерной физики. 2020. № 4(58). С. 11-16.
  18. Овчинников А.А., Вересова А.М. О метрическом описании каналов с памятью // Первая Всероссийская научная конференция «Обработка, передача и защита информации в компьютерных системах» (Санкт-Петербург, 14–22 апреля 2020): сборник трудов. — Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, 2020. С. 193-196. DOI: 10.31799/978-5-8088-1452-3-2020-1-193-196.
  19. Мелентьев О.Г., Шевнина И.Е. Соотношения параметров модели Гилберта и простой Марковской цепи // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. 2008. № 8. С. 243–246.
  20. Мелентьев О.Г. Передача данных по каналам с группирующимися ошибками: монография. — Новосибирск: Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2005. — 252 с.
  21. Романенко Д.М., Кудлацкая М.Ф., Белькевич Р.И. Многомерная схема кодирования/декодирования для исправления многократных и группирующихся ошибок в каналах передачи данных // XXV Международная научно-техническая конференция «Современные средства связи» (Минск, 22-23 октября 2020): материалы конференции. — Минск: Белорусская государственная академия связи, 2020. С. 211-213.
  22. C.C. Trinca, C.D. De Albuquerque, R.P. Junior, J.C. Interlando, A.A. De Andrade and R. A. Watanabe. New Quantum Burst-Error Correcting Codes from Interleaving Technique, GLOBECOM 2022 // 2022 IEEE Global Communications Conference, Rio de Janeiro, Brazil, 2022, pp. 5243-5248. DOI: 10.1109/GLOBECOM48099.2022.10000761.
  23. Богданов А.С., Шевцов В.А. Передача обслуживания по сигналам локальной радионавигационной сети // Труды МАИ. 2011. № 46. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=26041
  24. Богданов А.С., Шевцов В.А. Выбор способа синхронизации в имитационной модели адаптивных алгоритмов определения местоположения и управления // Труды МАИ. 2015. № 84. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=63136
  25. Бородин В.В., Петраков А.М., Шевцов В.А. Имитационная модель для исследования адаптивных сенсорных сетей // Труды МАИ. 2018. № 100. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=93398
  26. Jihwan, H.K. Lee. Burst Error Correction for Convolutional Code Concatenated with Hamming code with a block interleaver // 2020 International Conference on Artificial Intelligence in Information and Communication (ICAIIC), Fukuoka, Japan, 2020, pp. 531-533. DOI: 10.1109/ICAIIC48513.2020.9065198.

Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход