Залежність ефективності кадрової синхронізації нероздільних факторіальних кодів від параметрів синхронізації

Е.В. Фауре, д-р техн. наук, Б.А. Ступка, аспірант

Черкаський державний технологічний університет
Україна, 18006, Черкаси, б-р Шевченка, 460
e-mail: b.a.stupka.fitis20@chdtu.edu.ua

Èlektron. model. 2022, 44(6):21-34
https://doi.org/10.15407/emodel.44.06.021

АНОТАЦІЯ

Реалізовано принципи встановлення кадрової синхронізації нероздільних факторіальних кодів. Застосовано операції перемішування отриманих з каналу зв’язку фрагментів для підвищення ефективності отримання меж перестановок. Запропоновано алгоритм вста­новлення кадрового синхронізму з параметрами, визначеними за верхньої межі ймовір­ності бітової помилки в каналі зв’язку P0_max = 0,495, для середовищ з імовірністю бі­тової помилки P≤ 0,495. Визначено параметри алгоритму встановлення кадрового син­хронізму за верхньої межі ймовірності бітової помилки в каналі зв’язку P0_max = 0,4. Оцінено ефективність використання операції перемішування отриманих з каналу зв’язку фрагментів. Порівнюється ефективність реалізації алгоритмів встановлення кадрового синхронізму з параметрами, визначеними за верхньої межі ймовірності бітової помилки в каналі зв’язку P0_max ≤ 0,495 та P0_max = 0,4, для середовищ з імовірністю бітової помилки P≤ 0,4. Надано рекомендації для вибору параметрів алгоритму синхроні­зації, які можуть бути використані для підвищення ефективності алгоритмів встановлен­ня циклового синхронізму при проектуванні телекомунікаційних систем з нероздільним факторіальним кодуванням даних в умовах дії в каналі зв’язку природних або штучно створених інтенсивних завад.

КЛЮЧОВІ СЛОВА:

факторіальне кодування, кадрова синхронізація, перестановка, синхрослово, завада високої інтенсивності.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

  1. Фауре Э.В. Факториальное кодирование с восстановлением данных // Вісник Черкаського державного технологічного університету, 2016, 1, вип. 2, с. 33—39. DOI: 10.24025/2306–4412.2.2016.82932.
  2. Faure E.V. Factorial coding with error correction / E.V. Faure, A.I. Shcherba, A.A. Kharin // Radio Electronics, Computer Science, Control, 2017, No 3, рр. 130—138. DOI: 10.15588/ 1607-3274-2017-3-15.
  3. Faure E.V. Factorial code with a given number of inversions / E.V. Faure, A.I. Shcherba, A.A. Kharin // Ibid, 2018, No 2, pp. 143—153. DOI: 10.15588/1607–3274–2018–2–16.
  4. Jamil Samih Al-Azzeh et al. Telecommunication Systems with Multiple Access Based on Data Factorial Coding // International Journal on Communications Antenna and Propagation (IRECAP), 2020, Vol. 10, No 2, pp. 102—113. DOI: 10.15866/irecap.v10i2.17216.
  5. Ling F. Synchronization in Digital Communication Systems / Fuyun Ling, John Proakis. Cambridge, United Kingdom. NY, USA: Cambridge University Press, 2017, 396 p.
  6. Bloessl B. mSync: Physical Layer Frame Synchronization without Preamble Symbols / Bastian Bloessl, Falko Dressler // IEEE Transactions on Mobile Computing, 2018, Vol. 17, No 10, рр. 2321—2333. DOI: 10.1109/tmc.2018.2808968.
  7. Nguyen A.T.P. On the optimization of resources for short frame synchronization / Alex The Phuong Nguyen, Frédéric Guilloud, Raphaël Le Bidan // Annals of Telecommunications, 2020, Vol. 75, No 11—12, pp. 635—640. DOI: 10.1007/s12243–020–00787–y.
  8. Faure E. Permutation–Based Frame Synchronisation Method for Short Packet Communication Systems / Emil Faure, Anatoly Shcherba, Bohdan Stupka // 2021 11th IEEE International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications (IDAACS), Cracow, Poland, 22–25 September 2021 р. [S. l.], 2021, рр. 1073—1077.DOI: 10.1109/idaacs53288.2021.9660996.
  9. Jamil Al-Azzeh et al. Permutation-based frame synchronization method for data transmission systems with short packets // Egyptian Informatics Journal, 2022, рр. 529—545. DOI: 10.1016/j.eij.2022.05.005.
  10. Short-Packet Transmission // Information Theoretic Perspectives on 5G Systems and Beyond. [S. l.], 2022, рр. 339—DOI: 10.1017/9781108241267.010.
  11. Nguyen A.T.P. Trade–Off Between Frame Synchronization and Channel Decoding for Short Packets / Alex The Phuong Nguyen, Raphael Le Bidan, Frederic Guilloud // IEEE Communications Letters,2019, Vol. 23, No 6, рр. 979—982. DOI: 10.1109/lcomm.2019.2913363.
  12. Feng C. Reliable and Secure Short–Packet Communications / Chen Feng, Hui–Ming Wang, H. Vincent Poor // IEEE Transactions on Wireless Communications, 2021, рр. 1913—1926. DOI: 10.1109/twc.2021.3108042.
  13. Alexandru–Sabin Bana et al. Short Packet Structure for Ultra–Reliable Machine–Type Communication: Tradeoff between Detection and Decoding // IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP), Calgary, AB, 15–20 April 2018 [S. l.], 2018, pр. 6608—6612. DOI: 10.1109/icassp.2018.8461650.
  14. Durisi G. Toward Massive, Ultrareliable, and Low–Latency Wireless Communication With Short Packets / Giuseppe Durisi, Tobias Koch, Petar Popovski // Proceedings of the IEEE, 2016, Vol. 104, No 9, рр. 1711—1726.DOI: 10.1109/jproc.2016.2537298.
  15. Knuth D.E. The Art of Computer Programming.Upper Saddle River, NJ: Addison–Wesley Professional, 2008, Vol. 4, Fascicle 0: Introduction to Combinatorial Algorithms and Boo­lean Functions, 224 р.
  16. Пат. JPH01296825A Японія. Majority circuit / I. Yoshinori; заявник та патентовласник Fujitsu Ltd. № JP12750588A ; заявл. 25.05.1988; опубл. 30.11.1989.
  17. Terrell T. J. Digital Signal Processing / Trevor J. Terrell, Lik–Kwan Shark. London : Macmillan Education UK, 1996. DOI: 10.1007/978–1–349–13735–0.
  18. Tan L. Digital Signal Processing: Fundamentals and Applications / Li Tan, Jean Jiang. [S. l.]: // Elsevier Science & Technology, 2018, 920 p.
  19. Galati G. Signal design and processing for noise radar / G. Galati, G. Pavan, C. Wasserzier // EURASIP J. Adv. Signal Process, 2022, Vol. 2022, No 1, рр. 52. DOI: 10.1186/s13634–022–00884–1.
  20. Ibe O. Fundamentals of Applied Probability and Random Processes / Oliver Ibe. [S. l.]: // Elsevier Science & Technology Books, 2014, 456 p.

ФАУРЕ Еміль Віталійович, д-р техн. наук, професор, проректор з науково-дослідної роботи та міжнародних зв’язків, професор кафедри інформаційної безпеки та комп’ю­терної інженерії Черкаського державного технологічного університету, який закінчив у 2005 р. Область наукових досліджень — методологія захисту інформації на основі факторіальнго кодування даних, методи та засоби криптографічного перетворення інформації.

СТУПКА Богдан Анатолійович, аспірант кафедри інформаційної безпеки та комп’ю­терної інженерії Черкаського державного технологічного університету. В 2020 закін­чив Черкаський державний технологічний університет. Область наукових досліджень — факторіальне кодування даних, канали зв’язку із завадою високої інтенсивності, кадрова синхронізація.

Повний текст: PDF