Розробка методу виявлення та виправлення багатобітових помилок передачі даних у системах інтернету речей на основі коду Голея

Автор(и)

  • Владислав Володимирович Соколовський Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0003-2381-3373
  • Едуард В’ячеславович Жаріков Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0003-1811-9336
  • Sergii Telenyk Cracow University of Technology; National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute", Польща https://orcid.org/0000-0001-9202-9406
  • Grzegorz Nowakowski Cracow University of Technology, Польща https://orcid.org/0000-0002-3086-0947
  • Світлана Володимирівна Поперешняк Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-0531-9809
  • Mykhailo Marynenko O'Shaughnessy Ventures, США https://orcid.org/0000-0002-3745-233X

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.326222

Ключові слова:

інженерія програмного забезпечення, коригуючі коди, коди Голея, Інтернет речей, інформаційна система, інформаційний блок

Анотація

Об’єктом дослідження є інформаційні системи Інтернету речей.

Проблема, що вирішується, – розвиток інноваційного методу виявлення та корекції багатобітових помилок передачі даних в мережах Інтернету речей на основі кодів Голея.

Основний результат дослідження у тому, що розроблено метод виявлення та корекції багатобітових помилок передачі даних на основі кодів Голея під час побайтової передачі інформаційного блока.

Розроблений метод відрізняється схемою кодування, яка передбачає розрахунок 11 контрольних бітів та одного біта парності для дванадцяти байтів вихідного інформаційного повідомлення з подальшим перемішуванням за допомогою операцій зсуву перед передачею в канал зв’язку.

Таким чином для дванадцяти байтів вхідної інформації на виході кодера утворюється інформаційний блок з 24 байтів, причому біти байтів належать восьми різним кодовим словам розширеного коду Голея (24,12).

При передачі інформаційного блоку може бути спотворений один, або кілька бітів байту, що передається. Але після виконання на прийомному боці операцій зсуву, зворотних тим, що виконувались перед передачею, з’являється можливість виявити та виправити помилки передачі завдяки використанню методів декодування коду Голея. Помилки передачі окремого байту, які підлягають виявленню та виправленню, можуть досягати восьми. Це є можливим, тому що усі біти байту, що передається по каналу зв’язку належать різним комбінаціям коду Голея – кожну окрему комбінацію утворюють біти різних байтів, що мають однакові номера

Завдяки тому, що інформаційне повідомлення з 24-х байтів складається з восьми кодових комбінацій коду Голея (24,12) є можливість виправляти до 24 бітових помилок в одному повідомлені довжиною 24 байта

Біографії авторів

Владислав Володимирович Соколовський, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Аспірант, асистент

Кафедра інформатики та програмної інженерії

Едуард В’ячеславович Жаріков, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Доктор технічних наук, професор

Кафедра інформатики та програмної інженерії

Sergii Telenyk, Cracow University of Technology; National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute"

Doctor of Technical Sciences, Professor

Department of Automation and Computer Science

Department of Information Systems and Technologies

Grzegorz Nowakowski, Cracow University of Technology

Lecturer

Department of Automation and Computer Science

Світлана Володимирівна Поперешняк, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Кандидат фізико-математичних наук, доцент

Кафедра інформатики та програмної інженерії

Mykhailo Marynenko, O'Shaughnessy Ventures

Chief Technology Officer

Посилання

  1. Shannon, C. E. (1948). A Mathematical Theory of Communication. Bell System Technical Journal, 27 (4), 623–656. https://doi.org/10.1002/j.1538-7305.1948.tb00917.x
  2. Bortos, M., Tylyshchak, A., Khymynets, M. (2024). Extended binary Golay codes by a group algebra. Algebra and Discrete Mathematics, 38 (1), 23–33. https://doi.org/10.12958/adm2241
  3. Bychkov, V. E., Mrachkovsky, O. D., Pravda, V. I. (2008). Correlation properties of Golay sequences. Visnyk NTUU KPI Seriya - Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia, 37, 28–30. Available at: https://radap.kpi.ua/radiotechnique/article/view/552/0?articlesBySameAuthorPage=3
  4. Shishkin, A. V. (2010). Sindromnyy metod formirovaniya cifrovyh vodyanyh znakov i steganograficheskoy peredachi s ispol'zovaniem dopolnitel'noy informacii o nositele. Izvestiya Vysshih Uchebnyh Zavedeniy. Radioelektronika, 53 (1), 12–19. https://doi.org/10.20535/s0021347010010024
  5. Shiriaev, P. M. (2015). Comparison of the binary golay code with the algebro-geometric code. Prikladnaya diskretnaya matematika, 30 (4), 77–82. https://doi.org/10.17223/20710410/30/7
  6. Khebbou, D., Chana, I., Ben-Azza, H. (2023). Decoding of the extended Golay code by the simplified successive-cancellation list decoder adapted to multi-kernel polar codes. TELKOMNIKA (Telecommunication Computing Electronics and Control), 21 (3), 477. https://doi.org/10.12928/telkomnika.v21i3.23360
  7. Reed, I. S., Yin, X., Truong, T. K., Holmes, J. K. (1990). Decoding the (24,12,8) Golay code. IEE Proceedings E Computers and Digital Techniques, 137 (3), 202. https://doi.org/10.1049/ip-e.1990.0025
  8. Bioglio, V., Land, I. (2018). Polar-Code Construction of Golay Codes. IEEE Communications Letters, 22 (3), 466–469. https://doi.org/10.1109/lcomm.2018.2793273
  9. Honary, B., Markarian, G. (1993). New simple encoder and trellis decoder for Golay codes. Electronics Letters, 29 (25), 2170–2171. https://doi.org/10.1049/el:19931456
  10. Reviriego, P., Liu, S., Xiao, L., Maestro, J. A. (2016). An Efficient Single and Double-Adjacent Error Correcting Parallel Decoder for the (24,12) Extended Golay Code. IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems, 24 (4), 1603–1606. https://doi.org/10.1109/tvlsi.2015.2465846
  11. Sokolovskyi, V., Zharikov, E., Telenyk, S. (2024). Development of the method of detecting and correcting data transmission errors in IoT systems for monitoring the state of objects. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (9 (127)), 22–33. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.298476
  12. Golay, M. E. (1949). Notes on Digital Coding. Proceedings of the IRE.
  13. Sridevi, N., Jamal, K., Mannem, K. (2021). Implementation of Error Correction Techniques in Memory Applications. 2021 5th International Conference on Computing Methodologies and Communication (ICCMC), 586–595. https://doi.org/10.1109/iccmc51019.2021.9418432
  14. Saiz-Adalid, L.-J., Gil, P., Ruiz, J.-C., Gracia-Moran, J., Gil-Tomas, D., Baraza-Calvo, J.-C. (2016). Ultrafast Error Correction Codes for Double Error Detection/Correction. 2016 12th European Dependable Computing Conference (EDCC), 108–119. https://doi.org/10.1109/edcc.2016.28
Розробка методу виявлення та виправлення багатобітових помилок передачі даних у системах інтернету речей на основі коду Голея

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-04-29

Як цитувати

Соколовський, В. В., Жаріков, Е. В., Telenyk, S., Nowakowski, G., Поперешняк, С. В., & Marynenko, M. (2025). Розробка методу виявлення та виправлення багатобітових помилок передачі даних у системах інтернету речей на основі коду Голея. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(9 (134), 14–23. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.326222

Номер

Том 2 № 9 (134) (2025): Інформаційно-керуючі системи

Розділ

Інформаційно-керуючі системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Vladyslav Sokolovskyi, Eduard Zharikov, Sergii Telenyk, Grzegorz Nowakowski, Svitlana Popereshnyak, Mykhailo Marynenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.