RU2513725C2 - Method of providing integrity of transmitted information - Google Patents

Method of providing integrity of transmitted information Download PDF

Info

Publication number
RU2513725C2
RU2513725C2 RU2012122695/08A RU2012122695A RU2513725C2 RU 2513725 C2 RU2513725 C2 RU 2513725C2 RU 2012122695/08 A RU2012122695/08 A RU 2012122695/08A RU 2012122695 A RU2012122695 A RU 2012122695A RU 2513725 C2 RU2513725 C2 RU 2513725C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transmitted
information
probability
channels
symbols
Prior art date
Application number
RU2012122695/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012122695A (en
Inventor
Сергей Николаевич Новиков
Оксана Игоревна Солонская
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (ФГОБУ ВПО "СибГУТИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (ФГОБУ ВПО "СибГУТИ") filed Critical Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (ФГОБУ ВПО "СибГУТИ")
Priority to RU2012122695/08A priority Critical patent/RU2513725C2/en
Publication of RU2012122695A publication Critical patent/RU2012122695A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2513725C2 publication Critical patent/RU2513725C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: invention relates to error correction at the receiving side in communication systems. The method of providing integrity of transmitted information involves receiving information over n parallel channels at the receiving side; calculating a value
Figure 00000030
, where P(S1) and P(S2) are a priori probabilities of transmitted symbols (S1=1; S2=-1) of information from a source; x1, …, xi, …, xn are values received symbols over each of the n channels; P M ( i )
Figure 00000033
is the probability of unauthorised third party action over the transmitted symbols from the source in each of the i-th of the n channels; comparing the calculated value with zero; if the calculated value is greater than zero, the symbol S1 was transmitted, otherwise the symbol S2 was transmitted.
EFFECT: high efficiency of receiving transmitted information while taking into account the probability of modification of the transmitted information.
9 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в мультисервисных системах связи (для высокоскоростных приложений) для исправления ошибок на приемной стороне без использования запросов на повторную передачу по линиям обратной связи или внесения избыточности в передаваемый сигнал.The invention relates to the field of computer technology and can be used in multiservice communication systems (for high-speed applications) to correct errors on the receiving side without using requests for retransmission along the feedback lines or introducing redundancy in the transmitted signal.

Известные способы для обеспечения безошибочного приема передаваемой информации [1] используют механизмы перемежения, хоппинга, добавления избыточности в передаваемый сигнал, использования обратной связи. При этом происходит только контроль целостности информации и в том случае, если ее во время передачи несанкционированно изменили, потребуется повторная передача данных.Known methods for ensuring error-free reception of transmitted information [1] use mechanisms of interleaving, hopping, adding redundancy to the transmitted signal, and using feedback. In this case, only the integrity of the information is monitored, and if it was changed unauthorized during the transfer, the data will need to be retransmitted.

Главным недостатком известных способов является увеличение времени задержки передачи информации, обусловленное применением перемежения, хоппинга, использованием обратной связи для повторной передачи информации в случае больших показателей вероятностей изменения информации во время передачи по линиям связи третьими лицами. Таким образом, величина задержки передачи информации может быть существенно выше нормативных показателей предоставления мультимедийных высокоскоростных услуг, вследствие чего известные способы могут ограниченно использоваться для приложений, функционирующих в реальном масштабе времени (критичных к временным задержкам).The main disadvantage of the known methods is the increase in the delay time of information transmission due to the use of interleaving, hopping, the use of feedback for retransmission of information in case of high indicators of the probability of information change during transmission over communication lines by third parties. Thus, the amount of delay in the transmission of information can be significantly higher than the normative indicators for the provision of multimedia high-speed services, as a result of which the known methods can be limitedly used for applications operating in real time (critical to time delays).

При применении способов перемежения предварительно необходимо оценивать глубину перемежения при данных параметрах канала для достижения наибольшей относительной скорости передачи информации. Таким образом, информация по каналу передается с задержкой, зависящей от метода перемежения, применяемого на передающей стороне, также стоит учесть необходимость деперемежения на приемной стороне, что также вызывает временную задержку, обусловленную необходимостью получения символов для восстановления исходной последовательности.When applying the methods of interleaving, it is first necessary to evaluate the depth of interleaving with these channel parameters in order to achieve the highest relative information transfer rate. Thus, channel information is transmitted with a delay depending on the method of interleaving used on the transmitting side, it is also worth considering the need for deinterleaving on the receiving side, which also causes a time delay due to the need to obtain characters to restore the original sequence.

В свою очередь применение хоппинга необходимо для борьбы с замираниями и не всегда дает выигрыш в скорости. Для данного способа необходимо иметь не менее одного канала в резерве для реализации хоппинга. Таким образом, возможен вариант, что резервные каналы будут простаивать и использоваться лишь в моменты, когда в основном канале передачи информации появляются ошибки, что в свою очередь не эффективно с точки зрения использования ресурсов.In turn, the use of hopping is necessary to combat fading and does not always give a gain in speed. For this method, you must have at least one channel in reserve for the implementation of hopping. Thus, it is possible that the backup channels will be idle and used only at the moments when errors appear in the main information transmission channel, which in turn is not effective in terms of resource use.

Использование метода обратной связи также вносит временную задержку, необходимую на переспрос со стороны приемника в случае принятия комбинации с ошибками. Кроме того, для организации обратной связи необходим обратный канал для возможности посылки передатчику сигнала о необходимости повторной отправки кодовой комбинации. Таким образом, время передачи информации за счет ее повторной передачи увеличивается вдвое.Using the feedback method also introduces the time delay required for interrogation by the receiver in case of accepting a combination with errors. In addition, for the organization of feedback, a reverse channel is needed to be able to send a signal to the transmitter about the need to re-send the code combination. Thus, the transmission time of information due to its retransmission is doubled.

Наиболее близким техническим решением по отношению к заявляемому изобретению являются методы параллельной передачи информации в сетях связи [2, прототип].The closest technical solution in relation to the claimed invention are methods for the parallel transmission of information in communication networks [2, prototype].

Недостатком известного прототипа [2] является то, что в нем не учтены вероятности модификации передаваемой информации третьими лицами (несанкционированно действующим лицом) на протяжении всей передачи от отправителя до получателя по параллельным каналам.The disadvantage of the known prototype [2] is that it does not take into account the likelihood of modification of the transmitted information by third parties (unauthorized actors) throughout the transmission from the sender to the recipient via parallel channels.

Целью заявляемого изобретения является обеспечение безошибочного приема передаваемой информации при уменьшении времени задержки передачи информации и учете вероятности модификации передаваемой информации за счет работы на приемной стороне предлагаемой решающей схемы.The aim of the invention is to ensure error-free reception of transmitted information while reducing the delay time of information transmission and taking into account the likelihood of modification of the transmitted information due to work on the receiving side of the proposed decision circuit.

Поставленная цель достигается тем, что информационные символы (условно «0» и «1») передаются одновременно непараллельным каналам, на приемной стороне они поступают в решающую схему, в которой на основе принятых информационных символов, знаний о величинах вероятностей модификации передаваемой информации третьими лицами (на каждом параллельном соединении), априорных вероятностей передаваемых символов, вычисляется некоторое значение, в том случае, если оно больше нуля передавался один символ (условно «0»), в противном случае передавался другой (условно «1»).This goal is achieved by the fact that information symbols (conventionally “0” and “1”) are transmitted simultaneously to non-parallel channels, on the receiving side they enter a decisive scheme in which, based on the received information symbols, knowledge about the magnitudes of the probabilities of modification of the transmitted information by third parties ( at each parallel connection), a priori probabilities of the transmitted symbols, a certain value is calculated, if it is greater than zero, one symbol was transmitted (conditionally “0”), otherwise ugoy (conditionally "1").

Таким образом, даже при высоких значениях вероятностей модификации символов третьими лицами во время передачи по линиям связи, время задержки передачи информации состоит только из времени передачи по линиям связи и времени, затрачиваемого на принятие решения о переданном символе в точке приема, без запросов на повторную передачу и без использования других способов, повышающих безошибочный прием информации.Thus, even at high probabilities of character modification by third parties during transmission over communication lines, the delay time for transmitting information consists only of the transmission time over the communication lines and the time taken to make a decision about the transmitted character at the receiving point, without requests for retransmission and without using other methods that increase error-free reception of information.

Сущность изобретения поясняется нижеследующим описанием и приложенными к нему чертежами, где на Фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого способа обеспечения целостности передаваемой информации, на Фиг.2-5 приведен алгоритм, реализующий предлагаемый способ обеспечения целостности передаваемой информации, на Фиг.6-9 представлены графики, полученные с помощью имитационного моделирования, подтверждающие работоспособность заявленного способа обеспечения целостности передаваемой информации.The invention is illustrated by the following description and the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows a functional diagram of the proposed method for ensuring the integrity of the transmitted information, Figs. 2-5 show an algorithm that implements the proposed method for ensuring the integrity of the transmitted information, Figs. 6-9 graphs obtained using simulation modeling, confirming the efficiency of the claimed method of ensuring the integrity of the transmitted information.

Информационный поток от источника, состоит из символов S1 или S2, с априорными вероятностями появления Р(S1) и Р(S2) соответственно. Такой поток передается одновременно по совокупности параллельных n каналов, где на передаваемые по линиям связи символы могут несанкционированно воздействовать третьи лица с вероятностью P M i

Figure 00000001
, на каждом i-м соединении из совокупности ( i = 0, n ¯ )
Figure 00000002
.The information stream from the source consists of the symbols S 1 or S 2 , with a priori probabilities of occurrence of P (S 1 ) and P (S 2 ), respectively. Such a stream is transmitted simultaneously through a set of parallel n channels, where symbols transmitted through communication lines can be unauthorized by third parties with a probability P M i
Figure 00000001
, on each i-th connection from the set ( i = 0 n ¯ )
Figure 00000002
.

На приемной стороне принятые символы x=(х1,…,xi…,xn) поступают в предлагаемую решающую схему, соответственно по параллельным n входам.On the receiving side, the received symbols x = (x 1 , ..., x i ..., x n ) enter the proposed decision circuit, respectively, along parallel n inputs.

Таким образом, условная вероятность того, что решение на выходе решающей схемы с n входами будет принято в пользу S1 или S2, будет определяться формулами:Thus, the conditional probability that a decision at the output of a decision circuit with n inputs will be made in favor of S 1 or S 2 will be determined by the formulas:

P ( S 1 / ( x i ; i = 0, n ¯ ) ) = P ( S 1 ) { П i x i = S 1 ( 1 P M ( i ) ) П i x i = S 2 P M ( i ) } P ( x i ; i = 0, n ¯ ) ;

Figure 00000003
P ( S one / ( x i ; i = 0 n ¯ ) ) = P ( S one ) { P i x i = S one ( one - P M ( i ) ) P i x i = S 2 P M ( i ) } P ( x i ; i = 0 n ¯ ) ;
Figure 00000003

P ( S 2 / ( x i ; i = 0, n ¯ ) ) = P ( S 2 ) { П i x i = S 1 P M ( i ) П i x i = S 2 ( 1 P M ( i ) ) } P ( x i ; i = 0, n ¯ ) ;

Figure 00000004
P ( S 2 / ( x i ; i = 0 n ¯ ) ) = P ( S 2 ) { P i x i = S one P M ( i ) P i x i = S 2 ( one - P M ( i ) ) } P ( x i ; i = 0 n ¯ ) ;
Figure 00000004

Однако, так как значение вероятности в знаменателе неизвестно, возьмем отношение вероятностей, и, если результат окажется больше единицы, решение будет принято в пользу S1, иначе S2:However, since the probability value in the denominator is unknown, we take the probability ratio, and if the result is greater than unity, the decision will be made in favor of S 1 , otherwise S 2 :

P ( S 1 / ( x i ; i = 0, n ¯ ) ) P ( S 2 / ( x i ; i = 0, n ¯ ) ) = P ( S 1 ) P ( S 2 ) × П i x i = S 1 ( 1 P M ( i ) ) П i x i = S 1 P ( M ( i ) ) × П i x i = S 2 P M ( i ) П i x i = S 2 ( 1 P M ( i ) ) ,

Figure 00000005
P ( S one / ( x i ; i = 0 n ¯ ) ) P ( S 2 / ( x i ; i = 0 n ¯ ) ) = P ( S one ) P ( S 2 ) × P i x i = S one ( one - P M ( i ) ) P i x i = S one P ( M ( i ) ) × P i x i = S 2 P M ( i ) P i x i = S 2 ( one - P M ( i ) ) ,
Figure 00000005

Прологарифмировав обе части выражения, получаем:Having logarithmized both parts of the expression, we get:

l n P ( S 1 / ( x i ; i = 0, n ¯ ) ) P ( S 2 / ( x i ; i = 0, n ¯ ) ) = l n P ( S 1 ) P ( S 2 ) + i x i = S 1 l n ( 1 P M ( i ) ) P M ( i ) + i x i = S 2 P M ( i ) ( 1 P M ( i ) ) .

Figure 00000006
l n P ( S one / ( x i ; i = 0 n ¯ ) ) P ( S 2 / ( x i ; i = 0 n ¯ ) ) = l n P ( S one ) P ( S 2 ) + i x i = S one l n ( one - P M ( i ) ) P M ( i ) + i x i = S 2 P M ( i ) ( one - P M ( i ) ) .
Figure 00000006

Введем следующие обозначения:We introduce the following notation:

a 0 = l n P ( S 1 ) P ( S 2 ) ;                                                                                  ( 1 )

Figure 00000007
a 0 = l n P ( S one ) P ( S 2 ) ; ( one )
Figure 00000007

a i = l n ( 1 P M ( i ) ) P M ( i ) ;                                                                             ( 2 )

Figure 00000008
a i = l n ( one - P M ( i ) ) P M ( i ) ; ( 2 )
Figure 00000008

Условно S1=+1,S1=-1, в результате преобразовании получили:Conditionally S 1 = + 1, S 1 = -1, as a result of the conversion received:

l n P ( S 1 / ( x i ; i = 0, n ¯ ) ) P ( S 2 / ( x i ; i = 0, n ¯ ) ) = a 0 + i = 0 n x i a i .

Figure 00000009
l n P ( S one / ( x i ; i = 0 n ¯ ) ) P ( S 2 / ( x i ; i = 0 n ¯ ) ) = a 0 + i = 0 n x i a i .
Figure 00000009

Таким образом, можно утверждать, что для решающей схемы с n параллельными входами, одновременно принятыми по ним сообщениями x=(х1,…,xi,…,xn) и одним выходом имеет место следующее соотношение:Thus, it can be argued that for a decision circuit with n parallel inputs, simultaneously received messages x = (x 1 , ..., x i , ..., x n ) and one output, the following relation holds:

a 0 + i = 0 n x i a i = { > 0,   т о  S * = S 1 , < 0,   т о  S * = S 2 .                                                         ( 3 )

Figure 00000010
a 0 + i = 0 n x i a i = { > 0 t about S * = S one , < 0 t about S * = S 2 . ( 3 )
Figure 00000010

При применении предлагаемой решающей схемы отсутствует необходимость использования, например, запросов на повторную передачу, методов перемежения, хоппинга.When applying the proposed decision scheme, there is no need to use, for example, requests for retransmission, interleaving methods, hopping.

Предлагаемое изобретение поясняется конкретным примером реализации в виде устройства, приведенного на Фиг.1.The invention is illustrated by a specific implementation example in the form of the device shown in Fig.1.

Устройство содержит:The device contains:

1 - параллельные входы устройства,1 - parallel inputs of the device,

2 - блок суммирования произведений,2 - block summation of works,

3 - блок вычисления коэффициентов ai, (в соответствии с формулой (2)),3 - block calculating the coefficients a i , (in accordance with formula (2)),

4 - блок сумматора,4 - adder block,

5 - блок вычисления коэффициентов a0 (в соответствии с формулой (1)),5 - block calculating the coefficients a 0 (in accordance with formula (1)),

6 - выход устройства.6 - device output.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В блок 2 поступают:Block 2 receives:

- из 1 по каждому параллельному входу сигнал x=(x1,…,xi,…,xn), измененный несанкционированно действующим лицом с вероятностью P M ( i ) ( i = 0, n ¯ )

Figure 00000011
, принятый по i-му параллельному каналу,- out of 1 for each parallel input, the signal x = (x 1 , ..., x i , ..., x n ), changed by an unauthorized person with a probability P M ( i ) ( i = 0 n ¯ )
Figure 00000011
received on the i-th parallel channel

- значение аi, вычисленное в блоке 2.- the value of ai calculated in block 2.

Затем в блоке 2 происходит перемножение поступивших величин с входов и значения с блока 3 и последующее их суммирование в соответствии с правым слагаемым левой части равенства (3).Then, in block 2, the received quantities from the inputs and the values from block 3 are multiplied and then added together in accordance with the right term of the left side of equality (3).

В блоке 3 вычисляются значения коэффициентов ai в соответствии с формулой (2).In block 3, the values of the coefficients a i are calculated in accordance with formula (2).

В блоке 5 вычисляются значения коэффициентов a0 (в соответствии с формулой (1)).In block 5, the values of the coefficients a 0 are calculated (in accordance with formula (1)).

Далее в блоке 4 происходит суммирование поступивших в него величин и сравнивание с нулем получившейся. В том случае, если значение больше нуля, решение о переданном символе принимается в пользу символа S1, иначе S2.Next, in block 4, the values received in it are summed up and compared with the resulting zero. In the event that the value is greater than zero, the decision on the transmitted symbol is made in favor of the symbol S 1 , otherwise S 2 .

На выходе устройства (блок 6) символ, переданный источником.At the output of the device (block 6), the symbol transmitted by the source.

Таким образом, использование новых приемов (работа решающей схемы на приеме) позволяет сократить время передачи информации из-за отсутствия запросов на повторную передачу и использования методов перемежения и хоппинга, а также учитывает вероятность изменения информации третьи лица во время передачи по параллельным каналам.Thus, the use of new techniques (the operation of the deciding circuit at the reception) reduces the time of information transmission due to the lack of requests for retransmission and the use of interleaving and hoping methods, and also takes into account the likelihood of third-party information changing during transmission via parallel channels.

Для проверки изобретения было проведено имитационное моделирование функционирования решающей схемы (PC).To verify the invention, a simulation of the functioning of the decision circuit (PC) was carried out.

Учитывая, что результаты будут иметь стохастический характер, использовали метод Монте-Карло [3].Given that the results will be stochastic in nature, the Monte Carlo method was used [3].

Приняты были следующие допущения для ожидаемых результатов:The following assumptions were made for the expected results:

- точность ε=0,01,- accuracy ε = 0.01,

- достоверность α=0,999.- reliability α = 0.999.

Для определения достаточного количества испытаний N, при статистическом моделировании, использовали выражение из [3]:To determine a sufficient number of tests N, in statistical modeling, the expression from [3] was used:

N = t α 2 p ( 1 p ) ε 2 ,                                                                                ( 4 )

Figure 00000012
N = t α 2 p ( one - p ) ε 2 , ( four )
Figure 00000012

где tα - функция, обратная нормальному распределению (при α=0,999 tα=3,29), p - искомая вероятность обеспечения целостности информации.where t α is the function inverse to the normal distribution (for α = 0.999 t α = 3.29), p is the desired probability of ensuring the integrity of the information.

Из (4) видно, что максимума значение N достигнет при p=0,5, окончательно получили:From (4) it is clear that the maximum value of N will reach at p = 0.5, we finally got:

N = 3,29 2 ( 0,5 ( 1 0,5 ) 0,01 2 ) = 27061

Figure 00000013
. N = 3.29 2 ( 0.5 ( one - 0.5 ) 0.01 2 ) = 27061
Figure 00000013
.

Таким образом, полагая общее количество испытаний N=30000 при заданных параметрах, будет обеспечена абсолютная погрешность результатов не ниже 1%.Thus, assuming the total number of tests N = 30000 for the given parameters, an absolute error of the results of at least 1% will be ensured.

Этапы работы алгоритма (Фиг.2-5).The stages of the algorithm (Figure 2-5).

1. Ввод входных данных (блок 1-2):1. Input data input (block 1-2):

- вероятность модификации Р м = Р м ( j )

Figure 00000014
( j = 1, n ¯
Figure 00000015
, где n - количество параллельных соединений),- probability of modification R m = R m ( j )
Figure 00000014
( j = one, n ¯
Figure 00000015
where n is the number of parallel connections),

- априорная вероятность P(S1) появления символа S1,- a priori probability P (S 1 ) the appearance of the symbol S 1 ,

- количество испытаний N=30000,- the number of tests N = 30000,

- максимальное количество параллельных соединений n=15.- the maximum number of parallel connections n = 15.

2. Моделирование передаваемого потока сообщений S осуществляется по правилу (блок 4-8):2. Modeling of the transmitted message flow S is carried out according to the rule (block 4-8):

S = { S i = + 1,  если z P ( S 1 ) S i = 1,  если z > P ( S 1 )  

Figure 00000016
, S = { S i = + one, if z P ( S one ) S i = - one, if z > P ( S one )
Figure 00000016
,

где z - случайное число, генерируемое с помощью датчика случайных чисел в соответствии с равномерным законом распределения (0≤z≤1), i = 1, N ¯

Figure 00000017
.where z is a random number generated using a random number sensor in accordance with the uniform distribution law (0≤z≤1), i = one, N ¯
Figure 00000017
.

3. Формирование потока xij, состоящего из N измененных (под действием Рм) символов потока Si, переданных по n параллельным соединениям, выполняется по правилу (блок 10-15):3. The formation of the stream x ij , consisting of N changed (under the action of P m ) symbols of the stream S i transmitted over n parallel connections, is performed according to the rule (block 10-15):

x i j = { е с л и  z P м ,   т о и з м е н е н и е е с т ь , x ij = S i × ( 1 ) е с л и  z > P м ,   т о и з м е н е н и я н е т , x ij = S i

Figure 00000018
, x i j = { e from l and z P m , t about and s m e n e n and e e from t b , x ij = S i × ( - one ) e from l and z > P m , t about and s m e n e n and I am n e t , x ij = S i
Figure 00000018
,

где z - случайное число, генерируемое с помощью датчика случайных чисел в соответствии с равномерным законом распределения (0≤z≤1), i = 1, N ¯

Figure 00000019
, j = 1, n ¯
Figure 00000020
.where z is a random number generated using a random number sensor in accordance with the uniform distribution law (0≤z≤1), i = one, N ¯
Figure 00000019
, j = one, n ¯
Figure 00000020
.

4. Вычисление коэффициентов a0 и aj соответственно (блок 16-18):4. The calculation of the coefficients a 0 and a j respectively (block 16-18):

a 0 = l n P ( S 1 ) 1 P ( S 1 ) ,

Figure 00000021
a 0 = l n P ( S one ) one - P ( S one ) ,
Figure 00000021
a j = l n ( 1 P м ) P м ,
Figure 00000022
a j = l n ( one - P m ) P m ,
Figure 00000022

где j = 1, n ¯

Figure 00000023
.Where j = one, n ¯
Figure 00000023
.

5. Вычисление соотношения (3) для i-го символа переданного по j-соединениям (блок 20-26):5. The calculation of the ratio (3) for the i-th character transmitted via j-connections (block 20-26):

X i j = a 0 + j = 1 n x i j a j

Figure 00000024
, X i j = a 0 + j = one n x i j a j
Figure 00000024
,

где i = 1, N ¯

Figure 00000025
, j=3,5,…,n.Where i = one, N ¯
Figure 00000025
, j = 3,5, ..., n.

6. Формирование потока принятых символов S*=yij (блок 27-29):6. The formation of the stream of received symbols S * = y ij (block 27-29):

y i j = { y i j = + 1,  если X ij > 0 y i j = 1,  если X ij < 0

Figure 00000026
, y i j = { y i j = + one, if X ij > 0 y i j = - one, if X ij < 0
Figure 00000026
,

где i = 1, N ¯

Figure 00000027
, j=3,5,…,n.Where i = one, N ¯
Figure 00000027
, j = 3,5, ..., n.

7. Подсчет верно принятых символов и вычисление вероятности целостности информации на выходе решающей схемы РЦ РС (блок 33-38):7. Counting correctly received characters and calculating the probability of information integrity at the output of the decision circuit R C RS (block 33-38):

P ц  РУ i = N a l N

Figure 00000028
, P c RU i = N a l N
Figure 00000028
,

где Nal - количество верно принятых символов при передаче по i-соединениям, i=3,5,…,n.where N al is the number of correctly received symbols during transmission over i-connections, i = 3,5, ..., n.

8. Подсчет верно принятых символов и вычисление вероятности целостности информации без использования совокупности параллельных соединений (блок 40-43):8. Counting correctly received characters and calculating the probability of information integrity without using a combination of parallel connections (block 40-43):

P ц = N p N

Figure 00000029
, P c = N p N
Figure 00000029
,

где Np - количество верно принятых символов при передаче по одному соединению (n=1).where N p is the number of correctly received symbols during transmission over one connection (n = 1).

Программная реализация изобретения была выполнена в среде MatLab. Результаты имитационного моделирования представлены на Фиг.6 и в таблице 1, где n - количество параллельных соединений для передачи информации (или число входов решающей схемы), Рм - вероятность модификации сообщения, Рц РС - вероятность обеспечения целостности сообщения на выходе РС.Software implementation of the invention was carried out in a MatLab environment. The simulation results are presented in Fig.6 and table 1, where n is the number of parallel connections for transmitting information (or the number of inputs of the decision circuit), R m is the probability of message modification, R c RS is the probability of ensuring the integrity of the message at the output of the RS.

Таблица 1 - Зависимость РцРС=ƒ(Рм) при различном количестве входов РСTable 1 - the Dependence R tsRS = ƒ (P m ) with a different number of inputs of the RS n Рм n P m Рц РС R c RS 33 55 77 99 11eleven 1313 15fifteen 0,050.05 0,99220,9922 0,99880,9988 0,99960,9996 0,99990,9999 1one 1one 1one 0,10.1 0,97200.9720 0,99200,9920 0,99760,9976 0,99920,9992 0,99970,9997 0,99990,9999 1one 0,150.15 0,93900.9390 0,97290.9729 0,98890.9889 0,99450.9945 0,99740,9974 0,99900,9990 0,99960,9996 0,20.2 0,89440.8944 0,94120.9412 0,96550.9655 0,97930.9793 0,98660.9866 0,99190,9919 0,99550,9955 0,250.25 0,84210.8421 0,89650.8965 0,92980.9298 0,95070.9507 0,96520.9652 0,97620.9762 0,98250.9825 0,30.3 0,78360.7836 0,83660.8366 0,87350.8735 0,90200.9020 0,92170.9217 0,93740.9374 0,95090.9509 0,350.35 0,71590.7159 0,76730.7673 0,80260.8026 0,82970.8297 0,85300.8530 0,87160.8716 0,88940.8894 0,40.4 0,65150.6515 0,68660.6866 0,71140.7114 0,73290.7329 0,75230.7523 0,78860.7886 0,78530.7853 0,450.45 0,57650.5765 0,59520.5952 0,61250.6125 0,62540.6254 0,63800.6380 0,64760.6476 0,65770.6577 0,50.5 0,49590.4959 0,49590.4959 0,49590.4959 0,49590.4959 0,49590.4959 0,49590.4959 0,49590.4959 0,550.55 0,57220.5722 0,59350.5935 0,61050.6105 0,62460.6246 0,63760.6376 0,64940.6494 0,65390.6539 0,60.6 0,65120.6512 0,68450.6845 0,70730.7073 0,73230.7323 0,75170.7517 0,76920.7692 0,78520.7852 0,650.65 0,71250.7125 0,76150.7615 0,79500.7950 0,82520.8252 0,84740.8474 0,86660.8666 0,88410.8841 0,70.7 0,78170.7817 0,83590.8359 0,87340.8734 0,90050,9005 0,92220.9222 0,93860.9386 0,95070.9507 0,750.75 0,84140.8414 0,89520.8952 0,92970.9297 0,95180.9518 0,96700.9670 0,97700.9770 0,98350.9835 0,80.8 0,89690.8969 0,94270.9427 0,96890.9689 0,98100.9810 0,98870.9887 0,99360,9936 0,99620,9962 0,850.85 0,94160.9416 0,97390.9739 0,98800.9880 0,99430,9943 0,99700.9970 0,99870.9987 0,99940,9994 0,90.9 0,97360.9736 0,99160,9916 0,99730,9973 0,99930,9993 0,99980,9998 0,99990,9999 1one 0,950.95 0,99320,9932 0,99860,9986 0,99980,9998 1one 1one 1one 1one 1one 1one 1one 1one 1one 1one 1one 1one

На Фиг.6 представлен характер зависимости Рц РС=ƒ(Рм) при n=3,7, 11, 15.Figure 6 shows the nature of the dependence R c RS = ƒ (P m ) at n = 3,7, 11, 15.

По полученным результатам имитационного моделирования можно сделать следующие выводы:Based on the results of simulation, the following conclusions can be drawn:

- теоретические результаты, полученные с помощью (3), совпадают с результатами моделирования,- theoretical results obtained using (3) coincide with the simulation results,

- работоспособность алгоритма принятия решения о восстановлении модифицированного переданного символа подтверждена,- the efficiency of the decision-making algorithm for restoring the modified transmitted symbol is confirmed,

- при увеличении вероятности модификации Рм алгоритм позволяет увеличивать вероятность обеспечения целостности информации Ррезц за счет коэффициентов а, с точкой излома в Рмц РС=0,5.- with an increase in the probability of modification P m, the algorithm allows to increase the probability of ensuring the integrity of the information P res c due to the coefficients a, with a break point in R m = R c RS = 0.5.

Так как в выражение для вычисления ai входит вероятность модификации сообщения Рм, которая имеет случайный характер, то можно предположить, что точность ее определения будет влиять на результаты моделирования в целом. В этой связи, был проведен с помощью статистического моделирования анализ влияния точности Рм на принятие решения о передаваемом символе.Since the expression for calculating a i includes the probability of modifying the message P m , which is random in nature, it can be assumed that the accuracy of its determination will affect the simulation results as a whole. In this regard, an analysis of the influence of the accuracy P m on the decision on the transmitted symbol was carried out using statistical modeling.

Результаты моделирования представлены на Фиг.7-9 при n=5 и Р(S1)=Р(S2)=0,5.The simulation results are presented in Fig.7-9 with n = 5 and P (S 1 ) = P (S 2 ) = 0.5.

Список используемых источниковList of sources used

1. Мелентьев О.Г. Теоретические аспекты передачи данных по каналам с группирующимися ошибками / Под редакцией профессора Шувалова В.П. - М.: Горячая линия - Телеком, 2007. - 232 с.1. Melentyev O.G. Theoretical aspects of data transmission over channels with grouping errors / Edited by Professor Shuvalov V.P. - M .: Hot line - Telecom, 2007 .-- 232 p.

2. Андронов И.С.Передача дискретных сообщений по параллельным каналам / И.С.Андронов, Л.М. Финк / - М.: Сов. радио, 1971. - 408 с.(прототип).2. Andronov I. S. Transfer of discrete messages on parallel channels / I. S. Andronov, L. M. Fink / - M.: Sov. Radio, 1971. - 408 pp. (prototype).

3. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем / Н.П.Бусленко / - М.: Наука, 1968. - 356 с.3. Buslenko N.P. Modeling of complex systems / N.P. Buslenko / - M .: Nauka, 1968. - 356 p.

Claims (1)

Способ обеспечения целостности передаваемой информации отличающийся тем, что на приемной стороне принимают информацию по n параллельным каналам, вычисляют значение
Figure 00000030
, где P(S1) и P(S2) - априорные вероятности передаваемых символов (S1=1; S2=-1) информации от источника; x1, …, xi, …, xn - значения принятых символов по каждому из n каналов;
Figure 00000031
вероятность несанкционированного воздействия третьим лицом на передаваемые символы от источника в каждом i-м из n каналов; сравнивают вычисленное значение с нулем; если вычисленное значение больше нуля, то принимают решение, что передавался символ S1, иначе передавался символ S2.
A method of ensuring the integrity of the transmitted information, characterized in that on the receiving side receive information on n parallel channels, calculate the value
Figure 00000030
where P (S 1 ) and P (S 2 ) are the a priori probabilities of the transmitted symbols (S 1 = 1; S 2 = -1) information from the source; x 1 , ..., x i , ..., x n are the values of the received symbols for each of n channels;
Figure 00000031
the likelihood of unauthorized exposure by a third party to transmitted characters from the source in each i-th of n channels; comparing the calculated value with zero; if the calculated value is greater than zero, then decide that the symbol S 1 was transmitted, otherwise the symbol S 2 was transmitted.
RU2012122695/08A 2012-06-01 2012-06-01 Method of providing integrity of transmitted information RU2513725C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012122695/08A RU2513725C2 (en) 2012-06-01 2012-06-01 Method of providing integrity of transmitted information

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012122695/08A RU2513725C2 (en) 2012-06-01 2012-06-01 Method of providing integrity of transmitted information

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012122695A RU2012122695A (en) 2013-12-10
RU2513725C2 true RU2513725C2 (en) 2014-04-20

Family

ID=49682696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012122695/08A RU2513725C2 (en) 2012-06-01 2012-06-01 Method of providing integrity of transmitted information

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2513725C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2642803C1 (en) * 2017-01-18 2018-01-26 Евгений Тимофеевич Дюндиков Method of increasing reliability of digital message transfer

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2393633C1 (en) * 2009-03-10 2010-06-27 Открытое акционерное общество "Концерт "Созвездие" Device for turbo codes decoding
RU2414062C2 (en) * 2005-11-18 2011-03-10 Квэлкомм Инкорпорейтед Low-complexity detection and decoding for receiver in communication system
RU2444846C1 (en) * 2010-12-06 2012-03-10 Корпорация "САМСУНГ ЭЛЕКТРОНИКС Ко., Лтд." Method for signal detection in communication systems with mimo channel

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2414062C2 (en) * 2005-11-18 2011-03-10 Квэлкомм Инкорпорейтед Low-complexity detection and decoding for receiver in communication system
RU2393633C1 (en) * 2009-03-10 2010-06-27 Открытое акционерное общество "Концерт "Созвездие" Device for turbo codes decoding
RU2444846C1 (en) * 2010-12-06 2012-03-10 Корпорация "САМСУНГ ЭЛЕКТРОНИКС Ко., Лтд." Method for signal detection in communication systems with mimo channel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2642803C1 (en) * 2017-01-18 2018-01-26 Евгений Тимофеевич Дюндиков Method of increasing reliability of digital message transfer

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012122695A (en) 2013-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Polyanskiy et al. Feedback in the non-asymptotic regime
He et al. Strong secrecy and reliable Byzantine detection in the presence of an untrusted relay
Gohari et al. Information-theoretic key agreement of multiple terminals—Part I
Li et al. RIPPLE authentication for network coding
Sellke et al. TCP/IP timing channels: Theory to implementation
MX2007009064A (en) Generation of perfectly secret keys in wireless communication networks.
Williamson et al. Variable-length convolutional coding for short blocklengths with decision feedback
Alzubi et al. Secure channel coding schemes based on algebraic-geometric codes over Hermitian curves.
Ahmadzadeh et al. Turbo covert channel: An iterative framework for covert communication over data networks
RU2513725C2 (en) Method of providing integrity of transmitted information
Ahmad et al. Fast hybrid-MixNet for security and privacy using NTRU algorithm
Shi et al. On optimal secure message transmission by public discussion
Wang et al. Communication with partial noisy feedback
Khurana et al. Analysis of code-based digital signature schemes.
Efremenko et al. Radio network coding requires logarithmic overhead
Zhang et al. Efficient multiple sources network coding signature in the standard model
CN102882654A (en) Encoding constraint and probability calculation based encoding and decoding synchronization method
CN109525367A (en) Error detection and adaptive error correction method based on LoRa coding and decoding mechanism
Imai et al. Efficient protocols achieving the commitment capacity of noisy correlations
CN115021941A (en) Quantum digital signature method with state preparation error tolerance function
Aggarwal et al. Distributed computing with channel noise
Nabipour et al. Arithmetic Operators over Finite Field GF ($2^ m $) in BCH and Reed-Solomon Codes
Oduol et al. Performance evaluation of the generalized type-II hybrid ARQ scheme with noisy feedback on Markov channels
Aithal et al. Implementation of stream cipher system based on representation of integers in Residue Number System
Yamakawa et al. Lightweight broadcast authentication protocols reconsidered

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150602

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20160710