Методы адаптивной коррекции параметров помехоустойчивого кода и их применение в перспективных системах радиосвязи тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.13, доктор технических наук Квашенников, Владислав Валентинович

• Квашенников, Владислав Валентинович
• доктор технических наук
• 2010

Оглавление диссертации доктор технических наук Квашенников, Владислав Валентинович

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ РЕАЛИЗАЦИИ АДАПТИВНОГО ПОМЕХОУСТОЙЧИВОГО КОДИРОВАНИЯ В ПЕРСПЕКТИВНЫХ СИСТЕМАХ РАДИОСВЯЗИ.

1.1. Анализ перспективной аппаратуры помехоустойчивой радиосвязи.

1.2. Характеристика методов помехоустойчивого кодирования при доведении сообщений в каналах низкого качества.

1.3. Описание нестационарных каналов связи низкого качества на основе составной модели канала с независимыми и группирующимися ошибками.

1.4. Постановка задачи адаптивной коррекции параметров кода в нестационарных каналах связи.

Выводы по первому разделу.

2. МЕТОДЫ ОЦЕНИВАНИЯ КАЧЕСТВА КАНАЛА СВЯЗИ В УСЛОВИЯХ НЕПОЛНОЙ ИНФОРМАЦИИ О РАСПРЕДЕЛЕНИИ ОШИБОК.

2.1. Формирование интегральных «мягких» оценок надежности символов кода и их использование для вычисления характеристик канала.

2.2. Оценивание качества канала связи по результатам декодирования помехоустойчивого кода.

2.3. Вычисление коэффициентов ошибок и группирования для каналов с независимыми и группирующимися ошибками.

2.4. Определение качества канала по блоковой статистике ошибок с учетом ее достоверности.

2.5. Блоковая модель канала связи по результатам декодирования помехоустойчивого кода.

Выводы по второму разделу.

3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ АДАПТИВНОЙ КОР РЕКЦИИ ПАРАМЕТРОВ КОДА.

3.1. Вероятности приема кода в каналах с независимыми и группирующимися ошибками.

3.2. Сигнально-кодовые конструкции и оценивание вероятностей приема при «мягком» декодировании кода.

3.3. Зависимости параметров кода от характеристик канала связи.

3.4. Методика двухконтурной адаптивной коррекции параметров кода по статистике декодирования внутреннего и внешнего кода в скользящем окне приема.

3.5. Методика каскадного адаптивного кодирования с коррекцией функции решений на стадии эксплуатации.

Выводы по третьему разделу.

4. МЕТОДЫ КОДИРОВАНИЯ И ДЕКОДИРОВАНИЯ ПОМЕХОУСТОЙЧИВЫХ КОДОВ С ПЕРЕМЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ.

4.1. Табличные преобразования при матричном и полиномиальном описании блоковых и сверточных кодов.

4.2. Использование табличных преобразований при кодировании линейных двоичных кодов.

4.3. Быстрое табличное декодирование линейных двоичных кодов.

4.4. Кодирование и декодирование кода Рида-Соломона с использованием быстрых преобразований.

4.5. «Мягкое» декодирование каскадных сигнально-кодовых конструкций.

Выводы по четвертому разделу.

5. МЕТОДЫ ЦИКЛОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ ПОМЕХОУСТОЙЧИВЫХ КОДОВ.

5.1. Кодовая и старт-стопная цикловая синхронизация.

5.2. Адаптивная кодовая цикловая синхронизация.

5.3. Быстрая дешифрация синхронизирующей последовательности с использованием табличных преобразований.

Выводы по пятому разделу.

6. ЭФФЕКТИВНОСТЬ АДАПТИВНОЙ КОРРЕКЦИИ ПАРАМЕТРОВ

ПОМЕХОУСТОЙЧИВЫХ КОДОВ.

6.1. Оценка повышения скорости передачи информации в системе с адаптивным кодированием.

6.2. Теоретическая верхняя граница повышения скорости передачи информации

6.3. Адаптивное кодирование в каналах с обратной связью.

6.4. Условия применения адаптивной коррекции параметров кода.

Выводы по шестому разделу.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы адаптивной коррекции параметров помехоустойчивого кода и их применение в перспективных системах радиосвязи»

Актуальность работы. Эффективность автоматизированных систем управления (АСУ) объектами в значительной мере определяется качеством цифровой обработки информации в комплексах и системах связи. Повышение качества цифровой обработки информации сопряжено с постоянным усложнением реализуемых алгоритмов, использованием методов, учитывающих динамику функционирования АСУ и систем связи в целом. Объемы циркулирующей информации постоянно возрастают, что обусловлено ростом сложности и числа решаемых задач. Повсеместное развитие АСУ и появление новых пользователей в сетях связи приводит к необходимости увеличения канальных ресурсов. Однако, возрастание количества каналов и их пропускной способности повышает затраты на их создание и эксплуатацию. Увеличить скорость передачи информации при заданной помехоустойчивости или помехоустойчивость при постоянной скорости передачи в перспективных системах радиосвязи возможно за счет применения новых технологий помехоустойчивого кодирования, важным направлением которого является адаптивное кодирование. Помехоустойчивое кодирование отличается от других методов тем, что полностью реализуется на элементах цифровой техники: микроконтроллерах, программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС), микросхемах различной степени интеграции с жесткой логикой. Это делает кодовые методы повышения помехоустойчивости менее энергоемкими, менее габаритными и более дешевыми, чем другие.

Основу системы управления и связи составляют системы МВ-ДМВ радиосвязи, спутниковая, тропосферная, а также ДКМВ радиосвязь. При этом наиболее заметную роль играет дальняя ДКМВ радиосвязь, что обусловлено ее мобильностью, способностью при отсутствии развитой инфраструктуры передавать информацию на большие расстояния. При катастрофическом изменении среды распространения ДКМВ радиосвязь нарушается не в большей мере, чем другие виды связи, а восстанавливается гораздо быстрее [27]. Наиболее существенные недостатки радиосвязи — относительно высокий уровень помех, ограниченность полосы пропускания, возникновение взаимных помех из-за высокой плотности радиостанций, работающих в одном диапазоне.

Обеспечение радиосвязи в таких условиях возможно при совершенствовании технических средств и методов автоматизации и адаптации к изменяющимся характеристикам каналов связи. На средства радиосвязи возлагается задача надежного доведения сообщений и команд управления в установленное время с заданной верностью в сложной помеховой обстановке всеми доступными средствами. Однако, в настоящее время системы радиосвязи и управления не имеют в своем составе средств, в полном объеме реализующих развитые адаптивные режимы работы [31].

При выборе помехоустойчивого кода необходимо согласовывать его параметры с источником сообщения, каналом связи и требованиями, предъявляемыми к доведению сообщения. При использовании каналов связи, качество которых не известно или может изменяться, сложно заранее выбрать параметры кода. Тогда помехоустойчивый код выбирают, исходя из некоторого «наихудшего» или «среднего» состояния канала связи. Недостаток такого подхода - уменьшение скорости передачи информации вследствии излишне большой избыточности кода. Качество каналов связи может существенно ухудшаться при воздействии дестабилизирующих факторов, обусловленных изменением условий распространения сигнала или дальности передачи для мобильных узлов связи. Это может приводить к потере связи при использовании кодов, параметры которых не рассчитаны на значительное ухудшение качества канала и остаются постоянными. Особенно заметно этот недостаток проявляется при интенсивном информационном обмене в условиях нестационарного канала низкого качества.

Проблемой является нарушение связи из-за недостаточной помехоустойчивости системы при ухудшении качества канала связи. Одним из путей решения данной проблемы является использование адаптивного кодирования -автоматической и целенаправленной коррекции параметров кода по мере изменения качества канала. Адаптивное кодирование повышает помехоустойчивость и скорость передачи за счет перераспределения избыточности кода между состояниями канала, что позволяет восстановить связь в случае ее потери. Параметры кода изменяют вслед за изменением состояния канала, а для стационарного канала выполняют настройку параметров кода перед началом эксплуатации или при смене условий эксплуатации.

Выбор помехоустойчивого кода заключается в том, что на основании имеющейся информации об условиях эксплуатации на стадии разработки определяют семейство помехоустойчивых кодов, обеспечивающее заданную вероятность доведения сообщения при изменении качества канала связи. Для выбора конкретного кода семейства используют функцию решений, которая определяет зависимость параметров кода от качества канала связи при заданной вероятности доведения сообщения. Ее вычисляют на стадии разработки системы. Она учитывает априорную информацию о канале связи и определяет начальные значения итеративной процедуры коррекции кода, выполняемой уже на стадии эксплуатации системы. На этой стадии качество канала оценивают в режиме передачи рабочей информации на основании блоковой статистики ошибок канала по результатам декодирования кода с учетом признаков достоверности посылок. На стадии эксплуатации используют итеративную процедуру коррекции кода в зависимости от результатов доведения сообщения, уменьшающую возможные погрешности из-за расхождения реального канала и его модели, по которой рассчитывалась функция решений. На стадии эксплуатации может корректироваться и функция решений. Адаптивную коррекцию кодов применяют для помехоустойчивых кодов, алгоритмы кодирования, декодирования и цикловой синхронизации которых позволяют достаточно просто изменять параметры кода.

Выбор помехоустойчивого кода в общем случае выполняют с использованием большого числа критериев. В узком смысле адаптивное кодирование заключается в выборе кода, обеспечивающем заданную вероятность доведения сообщения при минимальной избыточности кода. Наиболее часто выбор кода сводится к определению параметров кода линейно упорядоченных по относительной избыточности или блоковой длине. Для поиска оптимального кода на линейно упорядоченном конечном множестве кодов могут применяться методы дихотомии, полихотомии и другие.

В более широком смысле выбор кода может учитывать большое число критериев в зависимости условий эксплуатации и требований пользователя. Такими критериями могут быть сложность реализации, быстродействие, допустимая задержка в передаче информации и т. д. В этом случае для оценки качества кода может быть использована функция расстояния Евклида, расстояние по минимаксному критерию и другие. Выбор кода сводится к оптимизации этого расстояния.

История развития основных научных направлений и школ в области адаптивного кодирования охватывает более полувека, с тех пор как возникла и стала развиваться современная теория помехоустойчивого кодирования. Решение задач адаптивного кодирования предусматривает рассмотрение различных аспектов информационного обмена в каналах связи, чему посвящено большое количество публикаций отечественных и зарубежных специалистов в области теории кодирования и связи. Среди них особого внимания заслуживают монографии и труды научных школ Л. Ф. Бородина, Э. Л. Блоха, В. В. Зяблова, В. Я. Турина, В. И. Коржика, Б. Я. Советова, Э. М. Габидулина, В. Б. Афанасьева, Е. Л. Белоусова, В. В. Зеленевского, Г. Д. Форни, У. Пи-терсона, Э. Р. Берлекэмпа, Р. Блейхута и многих других ученых.

Созданные ими работы весьма разнородны по содержанию и используемым методам. Тем не менее, несмотря на большое число фундаментальных исследований в области помехоустойчивого кодирования в той или иной мере затрагивающих проблему адаптации кода к условиям его применения, остается еще большое число нерешенных задач связанных с созданием и развитием методов адаптивного кодирования и их практическим применением.

Известные подходы используют итеративные методы коррекции параметров кода по результатам доведения сообщений, а более эффективная двух-контурная схема коррекции параметров кода в зависимости от качества канала связи практически не применяется. Недостаточно исследованы способы определения качества канала связи по результатам декодирования кода и методы реализации помехоустойчивых кодов с переменными параметрами с преемлемыми для практических приложений быстродействием и сложностью кодирования, декодирования и цикловой синхронизации.

Необходимость развития научно-теоретической базы разработки и применения методов адаптивной коррекции параметров кода, обеспечивающих повышение скорости и помехоустойчивости в наиболее сложных в помеховом отношении ДКМВ-МВ радиоканалах систем связи определяет актуальность диссертационной работы.

Процедура выбора помехоустойчивого кода, соответствующего каналу связи, содержит в себе внутреннее противоречие. С одной стороны, на этапе проектирования системы связи выбор кода выполняют исходя из предполагаемых характеристик каналов, с другой стороны, на этапе эксплуатации системы, характеристики реальных каналов связи могут отличаться от тех характеристик, которые были приняты при проектировании системы связи. Это может приводить к погрешностям выбранных параметров кода и снижению помехоустойчивости системы связи или к уменьшению скорости передачи сообщений.

Разрешение данного противоречия заключается в адаптивной коррекции кода на стадии эксплуатации, обеспечивающей вероятность доведения сообщения в канале, равную заданной величине при минимальной избыточности помехоустойчивого кода.

Методы адаптивного кодирования предусматривают контроль качества канала, определение кодовой конструкции, ее параметров и установление этих параметров в кодирующем и декодирующем устройствах помехоустойчивого кода. Для определения качества канала и соответствующих параметров кода используют результаты декодирования кода, учитывающие достоверность вычисленной статистики ошибок. Передачу новых параметров кода выполняют по каналу обратной связи. Параметры кода устанавливают в кодирующем и декодирующем устройствах кода с переменными параметрами.

Работа состоит из шести разделов.

В разделе 1 описаны особенности реализации методов адаптивного кодирования в системах связи. Реализация методов адаптивного кодирования требует постоянного внимания к возможностям реальной аппаратуры. Немаловажным является выделение базового набора операций и выработка требований к их реализации на существующей и перспективной элементной базе. Различные критерии оценки кодовых конструкций и сравнительная характеристика методов их кодирования и декодирования позволяют выбирать помехоустойчивый код наиболее подходящий по своим параметрам к условиям эксплуатации. Основные критерии, которые учитывают при выборе кода, обусловлены характеристиками канала связи. Поэтому, приводится описание нестационарного канала связи на основе составного канала и алгоритм генерации потока ошибок этого канала, учитывающий условную вероятность неискаженных интервалов между ошибками. Сформулирована задача адаптивной коррекции параметров кода в нестационарных каналах низкого качества.

Раздел 2 посвящен оцениванию качества канала связи в условиях неполной информации о распределении ошибок. Для доведения сообщений с заданной вероятностью в нестационарном канале связи необходим постоянный контроль (мониторинг) его качества. Контроль качества канала должен проводиться в рабочем режиме, без снижения скорости передачи в канале связи. Предложены интегрированные оценки качества канала по результатам декодирования помехоустойчивого кода с учетом мягких весов посылок (массы), сформированных на основе их первичных и вторичных статистических признаков. При оценивании качества канала также учитывают достоверности различных комбинаций ошибок по информационному критерию.

В разделе 3 описана методика адаптивной коррекции параметров кода. Предложены формулы для вероятности доведения сообщения в каналах с независимыми и группирующимися ошибками при декодировании по максимуму правдоподобия, с исправлением ошибок и стираний в пределах минимального кодового расстояния и при декодировании по наиболее вероятным символам кода. Приведены точные расчетные формулы для канала с биномиальным распределением ошибок и приближенные формулы для канала с группированием ошибок при «жестком» и «мягком» декодировании кода. Функциональная зависимость параметров кода от качества канала связи положена в основу двух методов адаптивной коррекции параметров кода. В обеих методах исходной информацией для выбора параметров кода являются результаты декодирования кода в скользящем окне приема с учетом их достоверности. В первом методе, выбранные по функции решений параметры кода, корректируются в зависимости от отклонения экспериментальной частоты приема кода от заданной вероятности, а во втором методе каскадной адаптации выполняется коррекция самой функции решений в процессе передачи и приема кода.

В разделе 4 рассмотрены алгоритмы кодирования и декодирования помехоустойчивых кодов с переменными параметрами. В основе предложенных алгоритмов лежат алгебраические и табличные методы кодирования и декодирования кодов. Алгебраические методы придают необходимую гибкость кодовой конструкции, т. е. возможность изменять параметры кода при сохранении алгоритмов. Для повышения быстродействия применяются быстрые полиномиальные преобразования, табличную обработку информации и распараллеливание операций. Табличные преобразования реализуют линейные и нелинейные зависимости, лежащие в основе алгоритмов кодировании и декодировании кодов. В каскадных и гибридных каскадных кодах наибольшую часть времени занимает кодирование и декодирование кода Рида-Соломона. Предложенный алгоритм кодирования и декодирования кода Рида-Соломона, использующий полиномиальные преобразования, имеет быстродействие на уровне лучших известных в настоящее время алгоритмов. Он применим для декодирования укороченных кодов с исправлением ошибок и стираний, что немаловажно для реализации кода Рида-Соломона с переменными параметрами.

Раздел 5 посвящен рассмотрению методов цикловой синхронизации помехоустойчивых кодов. Предложен алгоритм адаптивной кодовой цикловой синхронизации, в котором для установления синхронизации используют избыточность самого помехоустойчивого кода и не требуется введения дополнительной избыточности для целей синхронизации. Этот алгоритм наиболее эффективно можно использовать для помехоустойчивых каскадных кодов и гибридных каскадных кодов, в которых признаки синхронизации многократно повторяют в словах внутреннего кода. Для кодовой цикловой синхронизации при реализации фильтров Хаффмена возможно применение табличных преобразований, что обеспечивает высокое быстродействие и упрощение реализации. Описаны способы и устройства дешифрации синхронизирующих последовательностей с использованием быстрой табличной обработки информации, что повышает быстродействие цикловой синхронизации.

В разделе 6 представлены результаты оценивания эффективности адаптивной коррекции параметров помехоустойчивых кодов, полученные в ходе вычислительного эксперимента с использованием описанной в разделе 1 модели нестационарного канала связи. Эффективность определялась повышением скорости передачи информации в адаптивной системе по сравнению с системой с постоянными параметрами при одинаковой вероятности доведения сообщений. Показано, что коэффициент повышения скорости передачи информации может достигать значений 1.2. 1.5, что делает целесообразным практическое применение адаптивного кодирования. Представлена формула и результаты расчетов теоретической верхней границы повышения скорости передачи информации. Описаны особенности применения адаптивного кодирования в каналах с решающей и информационной обратной связью.

В заключении приведены основные результаты и выводы исследования.

В приложении представлены программы расчета вероятностей приема кода, расчета спектра кода, оценки качества' канала и моделирования канала связи с группированием ошибок.

Целью настоящей работы настоящей работы являются исследования проблем разработки и применения методов адаптивной коррекции параметров помехоустойчивого кода для повышения скорости и помехоустойчивости передачи сообщений в перспективных системах радиосвязи.

Центральной задачей исследования является разработка методики адаптивного управления параметрами кода, а также разработка методов и технических решений кодирования, декодирования и цикловой синхронизации кодов с переменными параметрами, реализующими эту методику в процессе эксплуатации.

Объектом исследования являются технические решения кодирования, декодирования и цикловой синхронизации помехоустойчивого кода с переменными параметрами.

Предметом исследований являются методы и способы адаптивной коррекции помехоустойчивого кода в системах радиосвязи.

Научной проблемой является разработка программно-математического и методического аппарата адаптивной коррекции параметров кода и его применений в условиях нестационарных каналов связи низкого качества на стадии разработки и эксплуатации перспективных систем радиосвязи.

В ходе исследований были получены следующие научные результаты, представляемые к защите:

1. Методика двухконтурной адаптивной коррекции параметров кода в зависимости от качества канала связи и отклонения вероятности доведения сообщения от заданной величины.

2. Способ определения качества канала связи по результатам декодировании помехоустойчивого кода с учетом достоверности статистики ошибок канала.

3. Быстрый табличный алгоритм кодирования и декодирования двоичных блоковых и сверточных кодов.

4. Ускоренный алгоритм кодирования и декодирования кода Рида-Соломона с использованием полиномиальных преобразований.

5. Метод адаптивной кодовой цикловой синхронизации.

Научная новизна полученных в диссертационной работе результатов заключается в том, что:

1. Впервые предложен метод двухконтурной адаптивной коррекции кода, включающий выбор начальных параметров кода по функции решений, построенной на стадии проектирования системы и дополнительной итеративной коррекции параметров кода на стадии эксплуатации.

2. Предложен метод каскадной адаптивной коррекции кода в условиях неопределенности в описании канала связи, основанный на коррекции функции решений на этапе эксплуатации по отклонению вероятности доведения сообщения от заданной величины.

3. Впервые предложен метод определения качества канала связи по результатам декодировании помехоустойчивого кода с учетом оценивания достоверности статистики ошибок.

4. Предложена модель составного нестационарного канала на основе условной интегральной блоковой статистики неискаженных интервалов и алгоритм генерации потока ошибок этого канала связи.

5. Получены соотношения для расчета помехоустойчивости каскадного кода при декодировании по наиболее вероятным символам с исправлением ошибок внешним кодом.

6. Предложен быстрый алгоритм табличного кодирования и декодирования линейных двоичных блоковых и сверточных кодов.

7. Получен алгоритм кодирования и вычисления синдрома кода Рида-Соломона над полем СР(2т), использующий быстрые полиномиальные преобразования, сложность которого соизмерима со сложностью лучших известных алгоритмов.

8. Предложен метод адаптивной кодовой цикловой синхронизации по внутренним кодам помехоустойчивого каскадного кода.

9. Предложены способ и техническое решение быстрой дешифрации синхронизирующей последовательности с использованием табличных преобразований.

Достоверность полученных научных результатов, выводов и рекомендаций обусловлена корректной математической постановкой задачи, принятых допущений и ограничений, подтверждена использованием апробированного математического аппарата теории вероятностей и математической статистики, теории оптимизации, теории информации и помехоустойчивого кодирования, математическими выкладками и расчетами, сравнением результатов теоретических расчетов и вычислительных экспериментов.

Теоретическая значимость научных результатов заключается в принципиальном вкладе автора в развитие важных положений адаптивного кодирования, совокупность которых направлена на повышение помехоустойчивости и скорости передачи сообщений по нестационарным каналам низкого качества. В работе осуществлено научное и теоретическое обобщение подходов к разработке способов и технических решений кодирования, декодирования и цикловой синхронизации помехоустойчивых кодов с переменными параметрами. Разработанные способы и технические решения, как подтверждают результаты расчетов и вычислительных экспериментов, обладают высокими характеристиками по скорости и помехоустойчивости и соответствуют современному мировому уровню.

Практическая значимость результатов диссертационных исследований заключается в промышленной применимости полученных результатов, их связи с НИОКР, проводимыми по заказам различных ведомств РФ, а также внедрением результатов исследований в ряд уже принятых на снабжение или вновь разрабатываемых комплексов телекодовой связи «Прима-БМ», «Перевал», «Батискаф», «Бризань», в том числе для оснащения объектов МО и МЧС РФ. Предложенные методы и технические решения повышают помехоустойчивость или скорость передачи информации на 20-50% в зависимости от характеристик используемых каналов связи. Применение результатов возможно для широкого класса помехоустойчивых кодов: каскадных кодов, гибридных кодов и турбокодов, каскадных кодов с сигнально-кодовыми конструкциями при разработке конкретных методов, способов и технических решений адаптивного кодирования. Результаты работы могут быть использованы в вузах при изучении соответствующих учебных дисциплин.

Апробация.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на следующих научно - технических конференциях:

II, III, IV, V, VI, VII, VIII Российские научно-технические конференции «Новые информационные технологии в системах связи и управлении» (Калуга, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009 гг.).

XXV, XXVI, XXVII Межведомственные научно - технические конференции «Проблемы обеспечения эффективности функционирования сложных технических систем» (Серпухов, 2007, 2008, 2009 гг.).

VIII, IX, X Международные научно - технические конференции «Кибернетика и высокие технологии XXI века» (Воронеж, 2007, 2008, 2009 гг.).

Публикации.

Основные научные результаты отражены в 40 публикациях:

13 статьях в научно-технических журналах, из перечня, рекомендованного ВАК для защиты докторских диссертаций;

27 патентах и авторских свидетельствах на изобретения и полезные модели, из которых 12 внедрено в изделиях, созданных по заказам различных ведомств РФ: МО, МЧС и др., 2 патента отмечены медалями и грамотами международной выставки изобретений в г. Женеве;

По направлению исследований издана 1 монография и 1 учебно-методическое пособие, выполнено 2 проекта РФФИ: 05-07-08029 офи-п и 0807-13511 офи-ц.

Реализация.

Результаты работы используются:

1. В аппаратуре телекодовой связи «Прима-БМ», «Перевал-5», «Бати-скаф-Н», «Бризань», разработанной ФГУП «Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств» (акт о реализации ФГУП «КНИИТМУ» от 24.12.2009 г.).

2. В войсковой части 08310 при обосновании ТТЗ на ОКР «Бризань» и при разработке эксплуатационной документации изделия «Бенефис» (акт о реализации в/ч 08310 от 25.12.2009 г.).

3. В учебном процессе Московского государственного технического университета имени Н. Э. Баумана, Калужский филиал при изучении дисциплин «Теория телекоммуникационных систем» и «Проектирование телекоммуникационных систем» (акт о реализации МГТУ КФ от 28.12.2009 г.).

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из основной части и приложения. Основная часть содержит введение, шесть разделов, заключение и список цитируемой литературы (167 наименований). Объем основной части составляет 290 страниц машинописного текста, иллюстрируется 24 таблицами и 35 рисунками.

Заключение диссертации по теме «Системы, сети и устройства телекоммуникаций», Квашенников, Владислав Валентинович

ВЫВОДЫ ПО ШЕСТОМУ РАЗДЕЛУ

Эффективность методов адаптиного кодирования оценивалась при испытаниях соответствующих алгоритмов на модели составного нестационарного канала связи. Перед испытаниями вычислялась функция решений, устанавливающая зависимость параметров кода от качества канала связи. В процессе испытаний проведился вычислительный эксперимент, включающий:

• генерацию потока ошибок модели канала связи;

• кодирование исходной информации помехоустойчивым кодом с переменными параметрами;

• наложение ошибок на помехоустойчивый код;

• адаптивную кодовую цикловую синхронизацию искаженных кодовых комбинаций;

• декодирование выделенного помехоустойчивого кода;

• оценивание качества канала связи;

• выбор новых параметров кода по таблице (функции) решений;

• коррекция полученных параметров кода в зависимости от используемого метода адаптивного кодирования;

• доведение новых параметров кода по каналу обратной связи до передающей стороны.

Анализ результатов испытаний алгоритмов и технических решений адаптивного кодирования, сравнение их с теоретической верхней границей с учетом решающей или информационной обратной связи позволяет сделать следующие выводы.

1. Испытывалось два основных метода адаптивного кодирования. В методе двухступенчатой адаптивной коррекции параметров помехоустойчивого кода для несимметричного изменения избыточности кода использовалось два скользящих окна. Априорная информация о канале связи учитывалась в функции решений, которая вычислялась заранее на стадии проектирования. Результаты испытаний показывают, что коэффициент повышения скорости передачи информации а может существенным образом изменяться в зависимости от характеристик нестационарного канала связи. Коэффициент повышения скорости передачи информации а в адаптивной системе связи может достигать значений 1.2,., 1.5 при высоких вероятностях ошибки на бит в «плохом» состоянии канала, равных 0.05.0.08, и коэффициенте загрузки канала помехами, находящемся в диапазоне величин 0.1 .0.3.

При отсутствии достаточной информации о характеристиках канала и его модели можно использовать метод каскадной коррекции параметров кода. Этот метод отличаеся от предыдущего тем, что в процессе работы корректируют также и функцию решений. Первый или второй метод адаптивного кодирования целесообразно выбирать в зависимости от того, насколько точно модель канала, принятая при проектировании соответсвует реальному каналу связи, т.е. насколько функция решений, вычисленная на стадии проектирования, соответствует каналу связи и требуется ли ее коррекция на стадии эксплуатации.

Реализация адаптивного кодирования возможна при наличии канала обратной связи. Высокую надежность канала обратной связи можно обеспечить благодаря небольшого объема передаваемой по этому каналу информации о новых параметрах кода, за счет принятия решения о новых параметрах кода на основе усредненной оценки в скользящем окне приема и робастной обработки статистики ошибок.

2. Потенциальные возможности адаптивного кодирования определяет теоретическая верхняя граница повышения скорости передачи информации в системе связи с адаптивным кодированием, по сравнению с системой с постоянными параметрами кода. Совершенствование используемых методов адаптивного кодирования, особенно повышение оперативности оценки качества канала и точности описания модели канала, которая учитывается в функции решений, приближают скорость передачи при адаптивном кодировании к теоретическому пределу.

3. Обратные каналы связи при адаптивном кодировании могут использоваться для передачи новых параметров кода и для сокращения избыточности кода. В каналах относительно хорошего качества (р<0.01) часто более целесообразно бывает повторение сообщений при отсутствии квитанции об их приеме, чем увелеичение избыточности кода. Для квитирования сообщений используется решающая обратная связь. Она обеспечивает заданную вероятность доведения сообщений при меньшей избыточности помехоустойчивого кода, а значит, повышает скорость передачи информации в канале связи, по сравнению с адаптивным кодированием без квитирования сообщений. Выбор параметров кода в канале с квитированием сводится к задаче условной целочисленной оптимизации целевой функции, выражающей среднее время доведения сообщения. Эта задача может решаться последовательным перебором допустимых параметров кода, либо методом дихотомии.

В канале с информационной обратной связью скорость передачи информации можно повысить за счет повторения непринятых символов кода, учитывающего стертые символы и приближенную оценку числа трансформированных символов.

4. Для эффективного применения методов адаптивного кодирования необходимо выполнение следующих условий:

• наличие канала обратной связи;

• информационный обмен в нестационарном канале связи, либо в канале связи, качество которого заранее не определено;

• состояния нестационарного канала существенно отличаются по своему качеству, т. е. в канале должны быть состояния «плохого» качества, требующие высокой избыточности кода и состояния «хорошего» качества для которых достаточно небольшой избыточности кода;

• наличие интенсивного информационного обмена в канале связи.

5. При моделировании методов адаптивного кодирования коррекция параметров кода проводилась в колирующем устройстве непрерывно при получении новых параметров, отличающихся от прежних параметров кода в каждом сеансе передачи каскадного кода. Поскольку характеристики канала связи определялись в скользящем окне приема, длительность которого была равна времени передачи 10 каскадных кодов (-300 кодов БЧХ(31, 16)), то коррекция кода отслеживала основной тренд изменения качества канала связи. Однако, учитывая длительность очень медленных замираний в канале, коррекцию параметров кода возможно проводить не чаще одного раза в течении 3-5 минут. Возможно также проведение коррекции кода только при достижении величины коррекции параметров кода определенного порогового значения и т. д.

Перечисленным выше условиям эффективного применения методов адаптивного кодирования удовлетворяют каналы многих систем связи, в частности системы, использующие радиоканалы ДКМВ малой и средней мощности и МВ на предельной дальности передачи. Поэтому, адаптивное кодирование в настоящее время находит применение и имеет хорошие перспективы практического применения в будущем. Итог проведенным в дисертацион-ной работе исследованиям подводится в заключительном разделе.

269

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Важность задач, выполняемых системами радиосвязи, накладывает жесткие ограничения на временные характеристики доведения сообщений. Эффективное доведение сообщений в нестационарных каналах связи низкого качества может быть достигнуто путем адаптивной коррекции параметров помехоустойчивого кода, гибко реагирующей на изменение качества канала связи. Анализ современных систем связи показал, что выбор кодовых конструкций, их параметров и алгоритмов кодирования, декодирования и цикловой синхронизации требует комплексного рассмотрения различных аспектов разработки и эксплуатации аппаратуры.

В диссертационной работе проведен теоретический анализ и предложены конкретные методы, алгоритмы и технические решения адаптивного кодирования и их применения для повышения помехоустойчивости и скорости доведения сообщений в системах радиосвязи. В целом содержание работы носит прикладную направленность. Полученные теоретические результаты подтверждены результатами вычислительных экспериментов и примерами конкретных алгоритмов и технических решений.

Решение задачи оперативного нахождения параметров помехоустойчивого кода, обеспечивающих заданную вероятность доведения передаваемого сообщения при минимальной избыточности кода, позволит:

• за счет снижения среднего времени доведения сообщений обеспечить повышение оперативности решения задач, возлагаемых на систему связи, что, в свою очередь, повысит коэффициент готовности системы связи в целом;

• за счет снижения среднего времени доведения сообщений обеспечить повышение скорости передачи сообщений в канале, что, в свою очередь, повысит оперативность обслуживания операторов системы связи. Исходя из оценок эффективности методов адаптивного кодирования экономический эффект от их внедрения складывается из четырех компонент:

• повышение скорости передачи сообщений в канале позволяет обслуживать большее число операторов системы связи;

• возможность повышения при необходимости помехоустойчивости обеспечивает передачу сообщений и команд при существенном ухудшении качества канала связи, недоведение сообщений в системах связи МО и МЧС и других ведомств может приводить к катастрофическим экономическим и людским потерям;

• методы адаптивного кодирования полностью реализуют на элементах цифровой техники, что делает их менее энергоемкими, менее габаритными и более дешевыми, по сравнению с другими;

• предлагаемые табличные и полиномиальные преобразования повышают быстродействие кодирующих и декодирующих устройств, что позволяет использовать их в групповых трактах многоканальных систем связи и сокращает аппаратные затраты.

По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы.

1. Методы адаптивного кодирования являются важным инструментом, который используется для достоверного и своевременного доведения сообщений в нестационарных каналах связи низкого качества. В случае задания модели канала связи целесообразно использование предложенного в работе метода двухконтурной адаптивной коррекции параметров помехоустойчивого кода, основанного на применении заранее вычисленной на стадии разработки функции решений, определяющей зависимость начальных параметров кода от качества заданного канала связи и дополнительной коррекции параметров кода по результатам приема сообщения.

2. В случае неопределенности в описании модели канала целесообразно применение метода каскадной адаптивной коррекции параметров кода, при которой с использованием итеративной процедуры на стадии эксплуатации корректируются не только параметры кода, но и функция решений и выполняется подстройка параметров самой системы адаптивной коррекции к условиям эксплуатации.

3. Специально для целей адаптивного кодирования предложен способ определения качества канала связи по результатам декодировании помехоустойчивого кода с учетом достоверности блоковой статистики ошибок. Определение характеристик канала связи выполняют путем минимизации целевой функции, зависящей от блокового распределения ошибок в пределах корректирующей способности кода и при этом учитывают возможные трансформации при декодировании кода, что повышает точность определения качества канала связи.

4. С использованием условной интегральной блоковой статистики неискаженных интервалов предложена модель дискретного составного нестационарного канала связи. Алгоритм генерации потока ошибок этой модели по вычислительной сложности близок к Марковской модели ошибок, а определение характеристик этой модели канала по экспериментальным данным существенно проще.

5. Предложен алгоритм декодирования внешнего кода каскадного кода по наиболее вероятным символам кода с исправлением небольшого числа ошибок (<4) внешним кодом, который обеспечивает высокую вероятность доведения сообщения в каналах связи с независимыми и группирующимися ошибками, соизмеримую с аналогичной вероятностью для алгоритма декодирования каскадного кода с исправлением ошибок и стираний в пределах минимального кодового расстояния, при существенно меньшей вычислительной сложности. Получены соотношения для расчета помехоустойчивости каскадного кода при декодировании внешнего кода по наиболее вероятным символам кода, которые могут быть использованы для определения функции решений адаптивного кодирования.

6. При кодировании и декодировании двоичных блоковых или сверточ-ных кодов с небольшой блоковой длиной или небольшой длиной кодового ограничения (<32) для повышения быстродействия целесообразно использовать предлагаемые в работе алгоритмы табличных преобразований.

7. Для повышения быстродействия кодирования и вычисления синдрома кода Рида-Соломона над полем Галуа ОР(2"г) предпочтительно использовать предлагаемые быстрые полиномиальные преобразования, вычислительная сложность которых по суммарному числу арифметических операций сложения и умножения над полем ОЕ(2т) соизмерима с лучшими известными быстрыми преобразованиями.

8. Предложен метод адаптивной кодовой цикловой синхронизации, использующий для целей синхронизации избыточность помехоустойчивого кода. Наиболее эффективно этот метод может применяться для каскадных и гибридных помехоустойчивых кодов, в которых признаки синхронизации передаются внутренними кодами и введения дополнительной избыточности, как в случае старт-стопной синхронизации не требуется.

9. Для повышения быстродействия метода адаптивной цикловой синхронизации предложен способ быстрой дешифрации синхронизирующей последовательности с применением табличных преобразований. Описанные в работе технические решения этого способа позволяют обрабатывать входную последовательность символов в параллельном коде группами по т (т> 1) символов, что повышает быстродействие примерно в т раз.

Центральной задачей исследования являлось установление сложной функциональной зависимости (функции решений) между качеством канала связи и параметрами кода. Показано, что эта задача сводится к задаче многомерной целочисленной условной оптимизации целевой функции, построенной по методу наименьших квадратов и может решаться методом последовательного перебора по множеству допустимых параметров кода. При линейном упорядочивании кодов по функции расстояний Евклида, лексикографическому принципу, минимаксному критерию, и т. д. для поиска оптимальной кодовой конструкции на линейно упорядоченном конечном множестве кодов может применяться метод дихотомии (полихотомии).

Представляемые к защите научные результаты доведены до алгоритмов и технических решений, что позволяет использовать их в существующих и перспективных системах связи.

Результаты диссертационной работы внедрены при создании новых систем связи. Эти результаты были использованы, в частности, при выполнении следующих работ:

1. В аппаратуре телекодовой связи «Прима-БМ» «Перевал-5», «Бати-скаф-Н», «Бенефис», разработанной ФГУП «Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств» (акт о реализации ФГУП «КНИИТМУ» от 24.12.2009 г.)

2. В войсковой части 08310 при обосновании ТТЗ на ОКР «Бризань» и при разработке эксплуатационной документации изделия «Бенефис» (акт о реализации в/ч 08310 от 25.12.2009 г.).

3. В учебном процессе Московского государственного технического университета имени Н. Э. Баумана, Калужский филиал при изучении дисциплин «Теория телекоммуникационных систем» и «Проектирование телекоммуникационных систем» (акт о реализации МГТУ КФ от 28.12.2009 г.).

В дальнейшем полученные научные результаты и практические рекомендации могут быть использованы предприятиями и организациями следующим образом:

• при обосновании ТТЗ на НИОКР по перспективным системам помехоустойчивой связи;

• при проектировании и оценивании эффективности и качества функционирования разрабатываемых и перспективных систем помехоустойчивой связи различного назначения;

• в учебном процессе вузов.

В диссертационной работе получены новые научные результаты, направленные на решение важной научной проблемы повышения скорости и помехоустойчивости передачи сообщений в нестационарных каналах низкого качества систем связи за счет разработки и применения методов адаптивной коррекции параметров помехоустойчивого кода. Выработанные подходы и рекомендации привели к созданию конкретных алгоритмов и построению технических решений, многие из которых были реализованы программно и аппаратно и подтвердили эффективность своего применения.

В рамках сформулированной в диссертационной работе научной задачи дальнейшие исследования целесообразно продолжить в следующих направлениях:

• разработка методов адаптивной коррекции параметров кода совместно с адаптацией других параметров передачи: скорости, мощности передачи, адаптации по частоте и т. д. по критерию минимальных энергетических затрат при заданной вероятности доведения;

• адаптация параметров кода к изменяемому качеству каналов связи на основе оперативной коррекции функции решений в процессе эксплуатации системы с учетом канала информационной обратной связи;

• разработка методики адаптивной коррекции параметров кода в режиме передачи с псевдослучайной перестройкой частот (ППРЧ).

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Квашенников, Владислав Валентинович, 2010 год

1. Авторское свидетельство СССР №1124291, МКИ3 G 06 F 7/52, Сули-мов Ю. В. Устройство для умножения элементов конечных полей. Приор. 06.07.1983, опубл. 1984, Бюл. №42.

2. Авторское свидетельство СССР № 809550, МКИ3 Н 03 М 13/04, Хо-мич Н. Ф. Декодирующее устройство. Приор. 12.03.1979, опубл. 1981, Бюл. №8.

3. Авторское свидетельство СССР № 1309317, МКИ4 Н 03 М 13/00 Матика-швили А. Т. Устройство для декодирования кодов Рида Соломона. Приор. 12.12.1985, опубл. 1987, Бюл. №17.

4. Авторское свидетельство СССР №1481902 МКИ4 Н 03 М 13/02 Квашен-ников В. В., Шведов Г. П., Юрков П. Н. Устройство для определения многочлена локаторов стираний при декодировании недвоичных блоковых кодов. Приор. 30.07.1987, опубл. 1989, Бюл. №19.

5. Авторское свидетельство СССР №849521 МКИ3 Н 04 L 7/08 Бек Г. В., Богданович В. Н., Киреев О.П. Устройство для цикловой синхронизации. Приор. 06.12.1978, опубл. 1981, Бюл. №27.

6. Андреев A.A., Афанасьев А.Т., Белов П. В., Иванов Г. Н., Фиговский Э. А. Экспериментальное исследование потока ошибок в KB канале. //Радиотехника. 1985, - №8. - с. 39 - 40.

7. Афанасьев В. В., Грушко И. И. Алгоритмы БПФ для полей GF(2'n) //Помехоустойчивое кодирование и надежность ЭВМ. — М.: Наука, 1987. -с.33-55.

8. Ахо А., Хопкрофт Дж., Ульман Дж. Построение и анализ вычислительных алгоритмов. — М.: Мир, 1979. 536 с.

9. Баранов В. Г., Белоусов Е. Л., Милов В. Р. Адаптация в системах цифровой связи. Монография. Нижегор. гос. техн. ун-т, 2001. — 170 с.

10. Бек Г. В. Ускоренный алгоритм декодирования кодов Рида — Соломона с исправлением стираний. //Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТПС. — 1975.7. с. 56-62.

11. Бек Г. В., Богданович В. Н., Киреев О.П. Метод синхронизации сообщений. Сб.: Построение и анализ систем передачи информации. — М.: Наука, 1980.- с. 84-89.

12. Берлекэмп Э. Р. Алгебраическая теория кодирования. Пер. с англ., М.: Мир, 1971.-477 с.

13. Блейхут Р. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки. Пер. с англ. М.: Мир, 1986. - 448 с.

14. Блейхут Р. Быстрые алгоритмы цифровой обработки сигналов. Пер. с англ.- М.: Мир, 1989.-523 с.

15. Блох Э. Л., и др. Модели источника ошибок в каналах передачи цифровой информации. -М.: Связь, 1971. 312 с.

16. Блох Э. Л., Зяблов В. В. Линейные каскадные коды. М.: Наука, 1982. -229 с.

17. Болховитин Л. М., Журкин С. П., Квашенников В. В., Сосин П.А. Передача формализованных сообщений самосинхронизирующимся кодом с пере менными параметрами. //Техника средств связи, сер. ТПС. —1990. — вып. 8.- с. 39-47.

18. Борисенко Е. А., Квашенников В. В., Турилов В. А. Структурно-параметрическая адаптация помехоустойчивого кода в системах радиосвязи. /Труды VII Российской научно — технической конференции, Калуга, изд- во ЦНТИ, 2008. с. 145-150.

19. Бородин Л. Ф. Введение в теорию помехоустойчивого кодирования. М.: Советское радио, 1968.- 408 с.

20. Брегман Б. Ф., Зимихин Д. А., Квашенников В. В. Быстродействующий кодек систематического кода Рида-Соломона. /Труды V Российской научно технической конференции, Калуга, Часть 2, изд — во ЦНТИ, 2006. -с. 82-85.

21. Брегман Б. Ф., Борисенко Е. В., Квашенников В. В. Использование помехоустойчивого кода переменной длины для передачи информации между абонентами воздушной сети. //Телекоммуникации. — 2006. — №3. с. 36-39.

22. Габе Н. Р., Лебедев Ю.М., Опаринский П. П., Семенович Д. Н. Исследование адаптивных блоковых корректирующих кодов в информационных каналах с помехами. //Вопросы радиоэлектрониники, Сер. ОВР. 1990. -вып. 14. - с. 25-35.

23. Габидулин Э. М., Афанасьев В. В. Кодирование в радиоэлектронике. М.: Радио и связь, 1986. - 176 с.

24. Галлагер Р. Теория информации и надежная связь. Пер. с англ. М.: Сов. радио, 1974.-720 с.

25. Гладких A.A., Тетерко В. В., Визаренко А. Б. Конструкции кода Рида -Соломона для адаптивных систем связи. /Радиоэлектронная техника. Сб. научн. трудов Ульяновск, гос. техн. университета. 2000. — с.84-89.

26. Головин О. В. Простов С. П. Системы и устройства коротковолновой радиосвязи /Под ред. проф. О. В. Головина. М.: Горячая линия - Телеком, 2006. - 598 с.

27. Дадаев Ю. Г. Арифметические коды, исправляющие ошибки. М.: Сов. радио, 1969. — 168 с.

28. Забабурин А. Н., Квашенников В. В., Третьяков А. В., Трушин С. А. Методы кодовой цикловой синхронизации и их применение для передачи сообщений в каналах связи с вероятностью ошибки до 10"1. //Телекоммуникации. — 2008. №6. - с. 18-22.

29. Захарова Т. Г. Вычисление преобразования Фурье в полях характеристики 2. //Проблемы передачи информации. 1992. - №2. - Т. 28. — с. 62-77.

30. Зеленевский В. В. Принципы построения робастных систем передачи информации. Монография. Министерство Обороны РФ. 2001. - 374 с.

31. Зингеренко А. М., Тунев Д. Г. Параметры блочной синхронизации на основе контроля текущей цифровой суммы. /Сб. научных трудов ЛЭИС, Теория и устройства передачи информации по каналам связи. 1987.- с. 85-90.

32. Золоторев В. В. Многопороговые декодеры для систем связи с предельно малой энергетикой сигнала.//Цифровая обработка сигналов. 2004.— №1.- с.24-28.

33. Золоторев В. В. Теория и алгоритмы многопорогового кодирования. М.: Радио и связь, Горячая линия - Телеком , 2006. - 272 с.

34. Золоторев В. В., Овечкин Г. В. Эффективные алгоритмы помехоустойчивого кодирования для цифровых систем связи. //Электросвязь. 2003. - №9.- с.34-37.

35. Зяблов В. В., Короткое Д. Л., Портной С. Л. Высокоскоростная передача сообщений в реальных каналах. — М.: Радио и связь, 1991. — 288 с.

36. Евстифеев Ю. С. Эффективная оценка корректирующей способности групповых кодов. //Техника средств связи. Сер. ТПС. 1975. - вып.11. -с. 51-57.

37. Егоров С. И., Маркарян Г. Повышение эффективности исправления ошибок помехоустойчивыми кодами Рида — Соломона в цифровых телекоммуникационных каналах. //Телекоммуникации. — 2005. — №10. — с. 2-8.

38. Иванчук Н. А., Осмоловский С. А. Применение новых сигнальных конструкций и информационных технологий в отечественной радиоэлектронике. //Системы и средства связи, телевидения и радиовещания. 2007. - №1-2. -с. 47-51.

39. Каналы передачи данных. Под ред. В. О. Шварцмана. М., Связь, 1970. -304 с.

40. Касами Т., Токура Н., Ивадари Е., Инагаки Я. Теория кодирования. Пер. с японского. -М.: Мир, 1978. 576 с.

41. Квашенников В. В. О выборе параметров помехоустойчивого каскадного кода. //Техника средств связи, сер. ТПС. 1984. - вып. 7. - с. 76-80.

42. Квашенников В. В. Система связи с адаптивным помехоустойчивым кодированием.//Телекоммуникации. 2005.— №6.— с. 43-47.

43. Квашенников В. В. Кодирование и декодирование помехоустойчивых кодов с использованием быстрых табличных преобразований. //Телекоммуникации. 2009. - №4. - с. 38-41.

44. Квашенников В. В. Декодирование внешнего кода каскадного кода по наиболее вероятным символам внутреннего кода с исправлением ошибок и стираний. //Техника средств связи. Сер. ТПС. 1985. — вып. 7. — с. 79-83.

45. Квашенников В. В., Кухарев А. Д. Методы реализации быстрой обработки цифровой информации при проектировании и разработке систем связи. //Вопросы радиоэлектроники, Серия ОТ. — 2009. — Вып. 5. — с. 34-44.

46. Квашенников В. В. Алгоритм декодирования линейных двоичных помехоустойчивых кодов на ЭВМ с исправлением ошибок. //Системы и средства связи, телевидения и радиовещания. 2000. - вып.1. - с. 28-30.

47. Квашенников В. В. Метод кодовой цикловой синхронизации с быстрой табличной дешифрацией синхронизирующей последовательности. //Телекоммуникации. — 2009. №4. - с. 17-21.

48. Квашенников В. В., Солдатенко Э. Н., Шабанов А. К. Выбор параметров помехоустойчивого кода в сетях связи с квитированием сообщений.

49. Телекоммуникации. 2007.- №11.- с. 36-38.

50. Квашенников В. В., Солдатенко Э. Н., Шабанов А. К. Метод отказоустойчивой передачи сообщений в сетях связи с многомерной маршрутизацией. //Телекоммуникации. 2008. - №5. - с.6-9.

51. Квашенников В. В. Применение быстрых полиномиальных преобразований над полями Галуа GF(2m) при кодировании и декодировании кода Рида-Соломона. //Телекоммуникации. 2009. - №7. - с. 13-15.

52. Квашенников В. В., Миронов А. В. Вычисление распределения ошибок по интегральной блочной статистике канала связи. /Труды VI Российской научно технической конференции, Калуга, изд - во ЦНТИ, 2007. - с. 197199.

53. Квашенников В. В., Кухарев А. Д. Адаптивное помехоустойчивое кодирование в технике связи. Монография. — Калуга: Изд-во научной литературы Н. Ф. Бочкаревой, 2007. 148 с.

54. Квашенников В. В., Шабанов А. К. Оперативный контроль качества канала связи по результатам декодирования помехоустойчивого кода. //Телекоммуникации. 2009. - №7. — с. 36-40.

55. Квашенников В. В., Солохина А. В., Трушин С. А. Построение комбинационных умножителей в полях Галуа. //Техника средств связи. Сер. ТПС. — 1988.- вып. 4.- с. 34-38.

56. Квашенников В. В., Яковлев В. Г. Замечание о решении квадратных уравнений над полями Галуа. //Проблемы передачи информации. — 1987. — т. 36. -вып. 2.- с. 108-111.

57. Квашенников В. В., Яковлев В. Г. Расчет вероятности правильного приема алгоритма декодирования каскадного кода по наиболее вероятным символам внутреннего кода. //Техника средств связи. Сер. ТПС. — 1989. — вып. 4.- с. 28-31.

58. Квашенников В. В., Кухарев А. Д. Принципы реализации перспективных информационных технологий на стадии проектирования и разработки систем связи. Труды VIII Российской научно — технической конференции, Калуга, изд во ЦНТИ, 2009. - с. 24-28.

59. Квашенников В. В., Слепухин Ф. В. Оценка возможностей и направлений совершенствования конструкции помехоустойчивых кодов в сетях передачи данных. /Сборник трудов Российской научно технической конференции, Калуга, «Манускрипт», 2002. - с. 149-151.

60. Квашенников В. В. Двухступенчатая адаптивная коррекция параметров помехоустойчивого кода по результатам его декодирования. //Вопросы радиоэлектроники, Серия ОТ. 2009. - Вып. 5. — с. 58-66.

61. Квашенников В. В., Юрков П. Н. Рекуррентный алгоритм декодирования кода Рида Соломона с исправлением стираний. //Техника средств связи. Сер. ТПС.- 1991.- вып. 5.- стр. 3-7.

62. Квашенников В. В. Декодирование кода Рида Соломона за пределами минимального кодового расстояния. /Материалы III Российской научно -технической конференции, Калуга, изд - во ЦНТИ, 2004. - с. 72-74.

63. Квашенников В. В. Метод каскадной коррекции параметров помехоустойчивого кода и адаптивное кодирование с обучением. //Вопросы радиоэлектроники, Серия ОТ. 2009. - Вып. 5.-е. 67-74.

64. Квашенников В. В. Метод адаптивного помехоустойчивого кодирования с двухступенчатой коррекцией параметров кода. Труды VII Российской научно технической конференции, Калуга, изд - во ЦНТИ, 2008. - с. 133138.

65. Квашенников В. В., Трушин С. А. Перспективные устройства цикловой синхронизации помехоустойчивого каскадного кода. /Материалы IV Российской научно технической конференции, Калуга, изд — во ЦНТИ, 2005.- с. 65-69.

66. Квашенников В. В., Слепухин Ф. В. Система передачи информации помехоустойчивым каскадным кодом с переменными параметрами. //Системы и средства связи, телевидения и радиовещания. 2003. - вып.1, 2. - с. 54-57.

67. Кларк Дж., мл., Кейн Дж. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи. Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1987. - 392 с.

68. Клюев Н. И. Информационные основы передачи сообщений. М.: Советское радио, 1966. - 360с.

69. Ковров С. С., Лунев B.C. Вероятность ошибок в адаптивных системах радиосвязи. //Радиотехника. — 2005. —№11.— с. 29-35.

70. Комашинский В. И., Максимов А. В. Системы подвижной радиосвязи с пакетной передачей информации. Основы моделирования. — М.: Горячая линия Телеком, 2007. - 176 с.

71. Коричнев Л. П., Королев В. Д. Статистический контроль каналов связи.- М.: Радио и связь, 1989. 240 с.

72. Красносельский И. Н. Турбокоды: принципы и перспективы. //Электросвязь.- 2001.-№1. с. 17-20.

73. Кульбида В. А. Способы помехоустойчивого кодирования и декодирования для построения систем связи с адаптацией этих способов к состоянию канала. //Техника радиосвязи. ОНИИП. 2006. - вып.11. - с. 40-51.

74. Курош А. Г. Курс высшей алгебры. М.: Наука, 1975. - 431 с.

75. Кухарев А. Д., Квашенников В. В. Перспективные кодовые конструкции и их использование в аппаратуре связи. /Материалы IV Российской научно -технической конференции, Калуга, изд во ЦНТИ, 2005. - с.36-39.

76. Кухарев А. Д., Квашенников В. В., Шабанов А. К. Современные цифровые телекоммуникационные технологии и их использование в перспективной аппаратуре связи. Труды VII Российской научно — технической конференции, Калуга, изд во ЦНТИ, 2008. - с. 33-41.

77. Кухарев А. Д., Квашенников В. В. Перспективные методы помехоустойчивого кодирования цифровой информации. /Труды V Российской научно- технической конференции, Калуга, Часть 2, изд во ЦНТИ, 2006.- с. 38-40.

78. Кухарев А. Д., Квашенников В. В. Современные телекоммуникационные технологии и их применение в перспективной аппаратуре связи. //Системы и средства связи, телевидения и радиовещания. -2003- вып.1, 2. с. 92-94.

79. Кухарев А. Д., Квашенников В. В., Слепухин Ф. В. Проектирование систем помехоустойчивой защиты информации. Методические указания по курсу «Теория систем передачи данных». Калужский филиал МГТУ им. Н. Э. Баумана, Калуга, 2001. — 80 с.

80. Колесник В. Д., Мирончиков Е. Т. Декодирование циклических кодов. -М.: Связь, 1968.-251 с.

81. Лосев В. В., Бродская Е. Б., Коржик В. И. Поиск и декодирование сложных дискретных сигналов. М.: Радио и связь, 1988. — 224 с.

82. Мак-Вильямс, Ф. Дж., Слоэн Н. Дж. А. Теория кодов, исправляющих ошибки. Пер. с англ. М.: Связь, 1979. - 744 с.

83. Малыгин В. Б. Оценка закономерностей группирования ошибок в радиоканале ВЧ. //Радиотехника. 2005. -№1. - с. 81-86.

84. Малышев Н. П. и др. Судовая буквопечатающая радиосвязь. — Л.: Судостроение, 1974.-231 с.

85. Месси Дж. Пороговое декодирование. -М.: Мир, 1966. 207 с.

86. Мериминский И. А. Сравнительный анализ помехоустойчивости двух каскадных кодов методом моделирования на ЭВМ. //Техника средств связи. Сер. ТРС. 1986.- вып. 6.- с. 1-8.

87. Морелос-Сарагоса М. Искусство помехоустойчивого кодирования. Методы, алгоритмы, применение. М.: Техносфера, 2005. - 320 с.

88. Морозов В. Г., Пуртов Л. П., Замрий А. С. Обобщение экспериментальных данных по вероятности и показателю группирования ошибок. //Техника средств связи. Сер. ТПС. 1981. - вып. 4. - с. 53-60.

89. Мудров А. Е. Численные методы для ЭВМ на языках Бейсик, Фортран и Паскаль. Томск: МП РАСКО, 1991. - 272 с.

90. Муттер В. М. Основы помехоустойчивой телепередачи информации. Л.: Энергоатомиздат, 1990. -288 с.

91. Отчет об ОКР «Трал-ИМ», научный руководитель Цимбал В.А. Москва: НИВЦ АС, 2003. - 221 с.

92. Отчет по НИР «Поиск». Научный руководитель Кухарев А. Д. Калуга: КНИИТМУ, 2004. - 173 с.

93. Осмоловский С. А. Стохастические методы защиты информации. М.: Радио и связь, 2003. - 320с.

94. Патент РФ на полезную модель №46399 МПК7 Н 04 В 17/00 Карпиков А. А., Квашенников В. В., Рынденков М. В. Устройство для контроля качества канала связи. Приор. 09.03.2005, опубл. 2005, Бюл. №18.

95. Патент РФ №226789 МПК7 Н 04 В 17/00 Квашенников В. В., Рынденков М. В. Способ контроля качества канала связи. Приор. 25.07.2004,опубл. 2005, Бюл. №17.

96. Патент РФ №2285345 МПК7 Н 04 В 17/00 Квашенников В. В., Рынден-ков М. В. Способ контроля качества канала связи. Приор. 28.12.2004, опубл. 2006, Бюл. №28.

97. Патент РФ №2321176 МПК7 Н 04 В 17/00 Квашенников В. В., Шабанов А. К. Способ контроля качества канала связи. Приор. 05.06.2006, опубл. 27.03.2008, Бюл. №9.

98. Патент РФ №2295196 МПК7 Н 04 В 17/00 Квашенников В. В., Шабанов А. К. Способ контроля качества канала связи, Приор. 01.08.2005, опубл. 2007, Бюл. №7.

99. Патент РФ №2259636 МПК7 Н 04 L 1/00, 1/12, 1/20 Квашенников В. В., Солдатенко Э. Н. Способ передачи сообщений в системе с обратной связью. Приор. 10.03.2004, опубл. 2005, Бюл. №24.

100. Патент РФ №2239952 МПК7 Н 04 L 1/16 Квашенников В. В., Трушин С. А. Способ передачи сообщений в системе с обратной связью. Приор. 11.02. 2003, опубл. 2004, Бюл. №31.

101. Патент РФ №2254675 МПК7 Н 03 М 13/01 Квашенников В. В., Яковлев В. Г. Способ моделирования канала связи. Приор. 05.09.2002, опубл. 2004, Бюл. №17.

102. Патент РФ на полезную модель №35930 МПК7 Н 03 М 13/05 Квашенников В. В., Трушин С. А Устройство умножения элементов конечных полей. Приор. 21.10.2003, опубл. 2004, Бюл. №4.

103. Патент РФ №2331987 МПК7 Н 04 L 1/20 Квашенников В. В., Куха-рев А. Д., Манкевич Д. М., Филимонов Ю. Ф. Способ адаптивной коррекции параметров передачи сообщений. Приор. 14.11.2006, опубл. 2008,1. Бюл. №23.

104. Патент РФ №2197788 МПК7 Н 04 L 7/08 Квашенников В. В., Слепухин Ф.В., Трушин С. А. Устройство кодовой цикловой синхронизации. Приор. 05.03.2001, опубл. 2003, Бюл. №3.

105. Патент РФ №2214689 МПК7 Н 04 L 7/08 Кухарев А. Д., Квашенников В. В., Слепухин Ф. В. Способ кодовой цикловой синхронизации. Приор. 28.05.2001, опубл. 2003, Бюл.№29.

106. Патент РФ №2313187 МПК7 Н 03 М 13/03 Квашенников В. В., Солда-тенко Э. Н., Шабанов А. К. Способ пакетной передачи сообщений в сетях связи с многомерной маршрутизацией. Приор. 14.02.2006, опубл. 2007, Бюл. №35.

107. Патент РФ №2210870 МПК7 Н 04 L 7/08 Зимихин Д. А., Квашенников В. В., Слепухин Ф. В. Способ адаптивной кодовой цикловой синхронизации. Приор. 09.08.2001, опубл. 2003, Бюл. №23.

108. Патент РФ №2259638 МПК7 Н 04 L 7/08 Зимихин Д. А., Квашенников В. В. Устройство адаптивной кодовой цикловой синхронизации. Приор. 05.04.2004, опубл. 2005, Бюл. №24.

109. Патент РФ №2295198 МПК7 Н 04 L 7/08 Зимихин Д. А., Квашенников В. В. Способ кодовой цикловой синхронизации, Приор. 08.06.2005, опубл. 2007, Бюл. №7.

110. Патент РФ №2302701 МПК7 Н 04 L 7/08 Забабурин А. Н., Квашенников В. В., Третьяков A.B., Трушин С. А. Устройство кодовой цикловой синхронизации. Приор. 17.11.2005, опубл. 2007, Бюл. №19.

111. Патент РФ на полезную модель №42143 МПК7 Н 03 М 13/05 Квашенников В. В. Декодирующее устройство помехоустойчивого кода. Приор. 07.05. 2004, опубл. 2004, Бюл. №32.

112. Патент РФ на полезную модель №43420 МПК7 Н 03 М 13/05 Квашенников В. В. Декодирующее устройство кода Рида Соломона. Приор. 12.08.2004, опубл. 2005, Бюл. №23.

113. Патент РФ №2259638 МПК7 Н 03 М 13/35 Кухарев А. Д., Квашенников В. В., Слепухин Ф. В. Система передачи информации помехоустойчивым кодом с переменными параметрами. Приор. 28.04.2004, опубл. 2005, Бюл. №25.

114. Патент РФ №2183911 МПК7 Н 04 L 7/04 Квашенников В. В. Способ выделения маркера цикловой синхронизации. Приор. 13.06.2001, опубл. 2002,1. Бюл. №17.

115. Патент РФ №2210869 МПК7 Н 04 L 7/04, G 06 F 1/12 Квашенников В. В. Устройство выделения маркера цикловой синхронизации. Приор. 24.08.2001, опубл. 2003, Бюл. №23.

116. Патент РФ №2231929 МПК7 Н 04 L 13/00 7/04 Квашенников В. В. Способ выделения маркера цикловой синхронизации. Приор. 05.09.2002, опубл. 2004, Бюл. №18.

117. Патент РФ №2271611 МПК7 Н 04 L 7/04, G 06 F 1/12 Квашенников В. В. Устройство выделения маркера цикловой синхронизации. Приор. 13.09.2004, опубл. 2006, Бюл. №7.

118. Патент РФ №2319301 МПК7 Н 03 М 13/01, G 06 G 7/48, Н 04 В 17/00 Квашенников В. В., Яковлев В. Г. Устройство моделирования канала связи. Приор. 20.02.2006, опубл. 10.03.2008, Бюл. №7.

119. Патент РФ №2223598 МПК7 Н 03 М 13/35 Земляная Н. Б., Зими-хин Д.А., Квашенников В. В., Филимонков A.A. Способ декодирования помехоустойчивого каскадного кода переменной длины. Приор. 22.04.2002, опубл. 2004, Бюл. №4.

120. Патент РФ №2280325 МПК7 Н 03 М 13/35 Квашенников В. В. Способ декодирования помехоустойчивого каскадного кода переменной длины. Приор. 15.02.2005, опубл. 2006, Бюл. №20.

121. Патент РФ №2304841 МПК7 Н 03 М 13/35 Квашенников В. В. Декодирующее устройство помехоустойчивого каскадного кода переменной длины. Приор. 08.09.2005, опубл. 2007, Бюл. №23.

122. Патент РФ №2212101 МПК7 Н 03 М 13/13 Квашенников В. В., Супрун В. А. Кодек циклического помехоустойчивого кода, Приор. 20.03.2002, опубл. 2003, Бюл. №25.

123. Патент РФ №2231216 МПК7 Н 03 М 13/00 13/15 G 06 F 11/14 Квашенников В. В., Сосин П. А. Способ декодирования циклического помехоустойчивого кода. Приор. 21.06.2002, опубл. 2004, Бюл. №17.

124. Патент РФ №2251210 МПК7 НОЗ М13/00 Квашенников В.В., Сосин П.А.

125. Кодек помехоустойчивого циклического кода. Приор. 06.10. 2003, опубл. 2005, Бюл. №12.

126. Патент РФ №2260915 МПК7 Н 04 Ь 5/14, Н 03 М 13/03 Квашенников В. В., Рынденков М. В., Сосин П. А. Способ передачи сообщений в системах связи. Приор. 24.11.2003, опубл. 2005, Бюл. №26.

127. Патент РФ №2251814 МПК7 Н 04 Ь 1/20 Кухарев А. Д., Квашенников В. В., Слепухин Ф.В. Способ передачи информации с использованием адаптивного помехоустойчивого кодирования. Приор. 2003, опубл. 2005, Бюл. №13.

128. Патент РФ №2276837 МПК7 Н 04 Ь 1/20 Кухарев А. Д., Квашенников В. В., Зимихин Д. А., Манкевич Д. М. Способ передачи информации с использованием адаптивного помехоустойчивого кодирования. Приор. 22.11.2004, опубл. 2006, Бюл. №14.

129. Патент РФ №2299515 МПК7 Н 04 Ь 1/20 Кухарев А. Д., Квашенников В. В. Способ передачи информации с использованием адаптивного помехоустойчивого кодирования, Приор. 19.09.2005, опубл. 2007, Бюл. №14.

130. Патент РФ №2265960 МПК7 Н 04 Ь 1/00, Н 03 М 13/27 Квашенников В. В., Слепухин Ф.В. Способ передачи информации с использованием адаптивного перемежения. Приор. 16.05.2003, опубл. 2005, Бюл. №34.

131. Питерсон У., Уэлдон Э. Коды, исправляющие ошибки. Пер. с англ. — М.: Мир, 1976.-594 с.

132. Романов Ю. В., Хмырова Н. П. Эффективность совместного использования каскадного кодирования и приема с оценкой качества сигнала в КВ системах связи с ППРЧ. //Техника радиосвязи. 2002. - Вып.7. - с 27-35.

133. Самойлов В. М. Обобщенная аналитическая модель канала с групповым распределением ошибок. //Вопросы радиоэлектроники, сер. ОВР. — 1990. — вып. 6. — с. 151-156.

134. Свидетельство РФ на полезную модель №29816 МПК7 Н 03 М 13/05 Квашенников В. В. Кодирующее устройство помехоустойчивого кода. Приор. 28.11.2002, опубл. 2003, Бюл. №15.

135. Сухман С. M., Бернов А. В., Шевкопляс Б. В. Синхронизация в телекоммуникационных системах. Анализ инженерных решений. М.: Эко -Трендз, 2003.-260 с.

136. Советов Б. Я., Стах В. М. Построение адаптивных систем передачи информации для автоматизированного управления. JL: Энергоиздат, JTe-нингр. отделение, 1982. - 120 с.

137. Стиффлер Дж. Дж. Теория синхронной связи. Пер. с англ. М.: Связь, 1975.-488 с.

138. Тузов Г. И., Козлов М. Р. Помехозащищенность систем связи, использующих сигналы с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты. //Зарубежная радиоэлектроника. 1989. - №3. - с. 3-28.

139. Тодоров П. Контрольные суммы на страже целостности. //Программист.- 2002.-№7.-с. 86-91.

140. Трифонов П. В., Федоренко С. В. Метод быстрого вычисления преобразования Фурье над конечным полем. //Проблемы передачи информации. — 2003.- №3. — Т. 39. с. 3-10.

141. Турин В. Я. Передача информации по каналам с памятью. М.: Связь, 1977.-248 с.

142. Феллер В. Введение в теорию вероятностей и ее приложения. Пер. с англ. Т. 1, 2. М.: Мир, 1984.

143. Финк Л. М. Теория передачи дискретных сообщений. М.: Советское ридио, 1970.-727 с.

144. Форни Г.Д. Каскадные коды. Пер. с англ./Под ред. С. И. Самойленко. -М.: Мир, 1970.-205 с.

145. Хемминг Р. В. Цифровые фильтры. Пер. с англ. Под ред. А. М. Трахмана.- М.: Сов. Радио, 1980. 285 с.

146. Хемминг Р. В. Численные методы. — М.: Наука, 1972, 264 с.

147. Хмельницкий Е. А. Оценка реальной помехоустойчивости приема сигналов в КВ диапазоне. М.: Связь, 1975. - 232 с.

148. Шабанов В. К. Метод сокращения числа операций процедуры БПФ и построение кодов PC, оптимальных для обработки. //Техника средств связи, сер. ТПС . 1991. - вып. 8. - с. 16-33.

149. Шабанов В. К. К вопросу о декодировании каскадных кодов переменной длины.//Техника средств связи, сер. ТПС. 1988.- вып.4. - с. 47-52.

150. Шеховцов. О. И., Горохов С. Г. Передача информации по нестационарным каналам связи. Учебн. пособие. JL: Изд-во Ленингр. ун-та, 1985. -172 с.

151. Шувалов В. В. Прием сигналов с оценкой их качества. М.: Связь, 1979. -223 с.

152. Элементы теории передачи информации. Под ред. Л. П. Пуртова. — М.: Связь, 1972.-232 с.

153. Юрьев А. Н., Хазан В. Л., Мереминский И.А., Зенков А. Н. Идентификация параметров модели дискретного канала связи декаметрового диапазона. //Техника средств связи, сер. ТРС. 1991. - вып. 9. - с. 27-32.

154. Яковлев В. Г., Квашенников В. В. Расчет вероятности неприема для двух алгоритмов декодирования каскадного кода. //Техника средств связи, сер. ТПС.- 1983.- вып. 10.-с. 85-90.

155. Chase D. A class of algorithms for decoding block codes with channel measurement information. //IEEE Trans. Inform. Theory. 1972, V. 18. — p. 170-182.

156. Chen C. L. Formula for the Solution of Quadratic Equation over GF(2m). // IEEE Trans. Inform. Theory. 1982, V. 28, №5. - p. 792-794.

157. Hagenauer J., Offer E., Papke L. Iterative decoding of binary block and con-volutional codes // IEEE Trans. Inform. Theory. 1996, V. 42. - p. 429-445.

158. Takata Т., Yamashita Y., Fujiwara Т., Kasami Т., Lin S. On a suboptimum decoding of decomposable block codes. // IEEE Trans. Inform. Theory. 2000, V. 46. no. 5.-p. 1392-1406.

159. Tang H., Liu Y., Fossorier M. P. C., Lin S. On Combining Chase-2 and GMD Decoding Algorithms for nonbinary Block Codes. // IEEE Comm. Letters. -2001, V. 5, no. 5. p. 209-211.291