Оцінка нероздільних кодів виявлення помилок на основі методу усередненої ймовірності

Автор(и)

  • Oleksiy Borysenko Сумський державний університет вул. Римського-Корсакова, 2, м. Суми, Україна, 40007, Україна https://orcid.org/0000-0001-7466-9135
  • Svitlana Matsenko Сумський державний університет вул. Римського-Корсакова, 2, м. Суми, Україна, 40007 Ризький технічний університет вул. Азенес, 12, м. Рига, Латвія, LV-1048, Україна https://orcid.org/0000-0002-7019-4424
  • Anatolii Novhorodtsev Сумський державний університет вул. Римського-Корсакова, 2, м. Суми, Україна, 40007, Україна https://orcid.org/0000-0003-4598-5598
  • Oleksandr Kobyakov Сумський державний університет вул. Римського-Корсакова, 2, м. Суми, Україна, 40007, Україна https://orcid.org/0000-0002-9061-0579
  • Sandis Spolitis Ризький технічний університет вул. Азенес, 12, м. Рига, Латвія, LV-1048, Латвія https://orcid.org/0000-0002-0571-6409
  • Vjaceslavs Bobrovs Ризький технічний університет вул. Азенес, 12, м. Рига, Латвія, LV-1048, Латвія https://orcid.org/0000-0002-5156-5162

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.218076

Ключові слова:

метод усередненої ймовірності, нероздільний код, здатність виявлення помилок, невиявлена помилка, достовірність

Анотація

У зв'язку з необхідністю збільшення ефективності передачі даних, виникають вимоги до забезпечення їх достовірності та якості в умовах перешкод. Одним з методів підвищення ефективності передачі даних є використання завадостійких кодів, одними з яких є код Фібоначчі в мінімальній формі представлення, код з перевіркою на парність і код з постійною вагою. В результаті застосування таких типів кодування здійснюється перешкодостійка наскрізна обробка і передача інформації, що є перспективним підходом для підвищення ефективності телекомунікаційних систем в сучасних умовах. У роботі проведена оцінка здатності виявлення помилок коду Фібоначчі в мінімальній формі представлення, а також його порівняльна характеристика з кодом з перевіркою на парність і кодом з постійною вагою для двійкового симетричного каналу без пам'яті. Для оцінки здатності виявлення помилок коду Фібоначчі в мінімальній формі представлення визначаються ймовірності переходів фібоначчієвих кодових комбінацій в класи правильних, дозволених і заборонених. Порівняльна характеристика нероздільних кодів виявлення помилок проведена на основі методу усередненої ймовірності, за критерієм ймовірності невиявленої помилки, з використанням програмного забезпечення Matlab і Python. Метод володіє простотою, універсальністю і надійністю оцінки, наближеною до реальності. Ймовірність невиявленої помилки коду Фібоначчі в мінімальної формі представлення становить V=5×10-7, коду з перевіркою на парність V=7.7×10-15 і коду з постійною вагою V=1.9×10-15, для p10=3×10-9. Застосування методу усередненої ймовірності дає можливість ефективно використовувати нероздільні коди виявлення помилок в телекомунікаційних системах

Біографії авторів

Oleksiy Borysenko, Сумський державний університет вул. Римського-Корсакова, 2, м. Суми, Україна, 40007

Доктор технічних наук, професор

Кафедра електроніки і комп’ютерної техніки

Svitlana Matsenko, Сумський державний університет вул. Римського-Корсакова, 2, м. Суми, Україна, 40007 Ризький технічний університет вул. Азенес, 12, м. Рига, Латвія, LV-1048

Кандидат технічних наук, провідний науковий співробітник

Кафедра електроніки і комп’ютерної техніки

Центр досліджень технологій комунікаційних систем

Anatolii Novhorodtsev, Сумський державний університет вул. Римського-Корсакова, 2, м. Суми, Україна, 40007

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра електроніки і комп’ютерної техніки

Oleksandr Kobyakov, Сумський державний університет вул. Римського-Корсакова, 2, м. Суми, Україна, 40007

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра електроніки і комп’ютерної техніки

Sandis Spolitis, Ризький технічний університет вул. Азенес, 12, м. Рига, Латвія, LV-1048

Кандидат технічних наук, професор

Інститут телекомунікацій

Центр досліджень технологій комунікаційних систем

Vjaceslavs Bobrovs, Ризький технічний університет вул. Азенес, 12, м. Рига, Латвія, LV-1048

Кандидат технічних наук, професор

Інститут телекомунікацій

Посилання

  1. Lin, S., Costello, D. J. (1983). Error control coding: fundamentals and applications. Prentice-Hall, 603.
  2. Morelos-Zaragoza, R. H. (2006). The art of error correcting coding. John Wiley & Sons, Inc., 278. doi: https://doi.org/10.1002/0470035706
  3. MacWilliams, F., Sloane, N. (Eds.) (1977). The theory of Error-Correcting Codes. North Holland, 762. doi: https://doi.org/10.1016/s0924-6509(08)x7030-8
  4. Tomlinson, M., Tjhai, C. J., Ambroze, M. A., Ahmed, M., Jibril, M. (2017). Error-Correction Coding and Decoding. Springer. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-51103-0
  5. Arikan, E. (2009). Channel Polarization: A Method for Constructing Capacity-Achieving Codes for Symmetric Binary-Input Memoryless Channels. IEEE Transactions on Information Theory, 55 (7), 3051–3073. doi: https://doi.org/10.1109/tit.2009.2021379
  6. Schlegel, C. B., Perez, L. C. (Eds.) (2015). Trellis and Turbo Coding: Iterative and Graph-Based Error Control Coding. John Wiley & Sons, Inc, 528. doi: https://doi.org/10.1002/9781119106319
  7. Borysenko, A. A., Horiachev, O. Y., Matsenko, S. M., Kobiakov, O. M. (2018). Noise-immune codes based on permutations. 2018 IEEE 9th International Conference on Dependable Systems, Services and Technologies (DESSERT). doi: https://doi.org/10.1109/dessert.2018.8409204
  8. Faure, E. V. (2017). Factorial coding with error correction. Radio Electronics, Computer Science, Control, 3, 130–138. doi: https://doi.org/10.15588/1607-3274-2017-3-15
  9. Borysenko, O., Kalashnikov, V., Kalashnykova, N. (2016). Description and applications of binomial numeral systems. Computer Science and Cyber Security, 2 (2), 13–21.
  10. Grinenko, V. V. (2004). Otsenka pomehoustoychivosti binomial'nyh modifitsirovannyh kodov. Visnyk Sumskoho derzhavnoho universytetu. Seriya: Tekhnichni nauky, 12 (71), 64–69.
  11. Borysenko, O., Matsenko, S., Spolitis, S., Bobrovs, V. (2020). Development of the Fibonacci-Octal Error Detection Code for Telecommunication Systems. 2020 24th International Conference Electronics. doi: https://doi.org/10.1109/ieeeconf49502.2020.9141620
  12. Zeger, K., Vardy, A., Agrell, E. (2000). Upper bounds for constant-weight codes. IEEE Transactions on Information Theory, 46 (7), 2373–2395. doi: https://doi.org/10.1109/18.887851
  13. Wang, X.-M., Yang, Y.-X. (1994). On the undetected error probability of nonlinear binary constant weight codes. IEEE Transactions on Communications, 42 (7), 2390–2394. doi: https://doi.org/10.1109/26.297847
  14. Hoggatt, V. (1969). Fibonacci and Lucas Numbers. MA: Houghton Mifflin, 92.
  15. Vajda, S. (1989). Fibonacci & Lucas Numbers, and the Golden Section: Theory and Applications. Chichester: Ellis Horwood Ltd, 189.
  16. Vorobyov, N. (1966). The Fibonacci Numbers. DC Heath, 47.
  17. Stakhov, A. (2016). Fibonacci p-codes and Codes of the “Golden” p-proportions: New Informational and Arithmetical Foundations of Computer Science and Digital Metrology for Mission-Critical Applications. British Journal of Mathematics & Computer Science, 17 (1), 1–49. doi: https://doi.org/10.9734/bjmcs/2016/25969
  18. Avila, B. T., Campello de Souza, R. M. (2017). Meta-Fibonacci Codes: Efficient Universal Coding of Natural Numbers. IEEE Transactions on Information Theory, 63 (4), 2357–2375. doi: https://doi.org/10.1109/tit.2017.2663433
  19. Borysenko, O., Kulyk, I., Matsenko, S., Berezhna, O., Matsenko, A. (2016). Optimal synthesis of digital counters in the Fibonacci codes with the minimal form of representation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (4 (82)), 4–10. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.75596
  20. Matsenko, S., Borysenko, O., Spolitis, S., Bobrovs, V. (2019). Noise Immunity of the Fibonacci Counter with the Fractal Decoder Device for Telecommunication Systems. Latvian Journal of Physics and Technical Sciences, 56 (5), 12–21. doi: https://doi.org/10.2478/lpts-2019-0027
  21. Borisenko, A. A., Onanchenko, E. L. (1994). Otsenka pomehoustoychivosti nerazdelimyh kodov. Visnyk Sumskoho universytetu, 2, 64–68.
  22. Hamming, R. W. (1950). Error Detecting and Error Correcting Codes. Bell System Technical Journal, 29 (2), 147–160. doi: https://doi.org/10.1002/j.1538-7305.1950.tb00463.x
  23. Gorbunov, E. (1956). Sravnenie nekotoryh pomehoustoychivyh kodov. Telekommunikatsii, 12, 42–47.
  24. Gordeev, N. (1957). O vybore dliny koda dlya simpleksnogo kanala peredachi dannyh. Teoreticheskiy uchebnik uchrezhdeniy svyazi, 72, 19–25.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-31

Як цитувати

Borysenko, O., Matsenko, S., Novhorodtsev, A., Kobyakov, O., Spolitis, S., & Bobrovs, V. (2020). Оцінка нероздільних кодів виявлення помилок на основі методу усередненої ймовірності. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(9 (108), 25–33. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.218076

Номер

Том 6 № 9 (108) (2020): Інформаційно-керуючі системи

Розділ

Інформаційно-керуючі системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Oleksiy Borysenko, Svitlana Matsenko, Anatolii Novhorodtsev, Oleksandr Kobyakov, Sandis Spolitis, Vjaceslavs Bobrovs

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.