RU2669069C1 - Method of transmission of multilateral messages in complexes of data-transmission communication - Google Patents
Method of transmission of multilateral messages in complexes of data-transmission communication Download PDFInfo
- Publication number
- RU2669069C1 RU2669069C1 RU2018104144A RU2018104144A RU2669069C1 RU 2669069 C1 RU2669069 C1 RU 2669069C1 RU 2018104144 A RU2018104144 A RU 2018104144A RU 2018104144 A RU2018104144 A RU 2018104144A RU 2669069 C1 RU2669069 C1 RU 2669069C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- code
- systematic
- codes
- stage
- cascade
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims description 27
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title abstract description 11
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 claims abstract description 68
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 14
- 208000011580 syndromic disease Diseases 0.000 claims description 4
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/20—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received using signal quality detector
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Error Detection And Correction (AREA)
- Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обработки и передачи информации и может быть использовано в комплексах телекодовой связи для помехоустойчивой передачи многоблочных сообщений.The invention relates to the field of processing and transmission of information and can be used in telecode communication systems for noise-tolerant transmission of multi-block messages.
Одним из основных направлений повышения вероятности доведения сообщений в комплексах телекодовой связи является применение помехоустойчивого кодирования. В комплексах телекодовой связи обычно передают небольшие одноблочные формализованные сообщения оперативно-командной связи, для защиты которых используют помехоустойчивый код, длина информационной части которого согласована с длиной сообщения. Однако из-за возрастания сложности решаемых задач и увеличения объема передаваемой информации часто требуется передача более длинных многоблочных сообщений, объем которых составляет несколько одноблочных сообщений. Особенно важно поддерживать режим многоблочных сообщений при передаче речевых сообщений и изображений, а также при проведении видеоконференций. Большие объемы информации могут возникать при передаче телеметрической и измерительной информации. В этом случае передают большие массивы цифровой информации и необходимо обеспечить гарантированное доведение довольно длинного многоблочного сообщения.One of the main directions of increasing the likelihood of message delivery in telecode communication systems is the use of error-correcting coding. Telecode communication systems usually transmit small single-block formalized messages of operational command communication, for the protection of which they use a noise-resistant code, the length of the information part of which is consistent with the message length. However, due to the increasing complexity of the tasks to be solved and the increase in the amount of information transmitted, it is often necessary to transmit longer multi-block messages, the volume of which is several single-block messages. It is especially important to maintain multi-block messages when transmitting voice messages and images, as well as during video conferencing. Large amounts of information can occur during the transmission of telemetry and measurement information. In this case, large amounts of digital information are transmitted and it is necessary to ensure guaranteed delivery of a rather long multi-block message.
Исходный помехоустойчивый код рассчитан на доведение одноблочных сообщений относительно небольшой длины, а разбиение длинных сообщений на блоки и передача блоков с использованием исходного помехоустойчивого кода уже не будет обеспечивать доведение всего длинного сообщения с требуемой вероятностью. Однако, применение исходного помехоустойчивого кода создает эквивалентный канал связи более высокого качества, и гарантированное доведение длинного многоблочного сообщения в таком канале возможно введением многомерного систематического каскадного помехоустойчивого кода. При этом ранее выбранное помехоустойчивое кодирование блоков сообщения и их цикловая синхронизация остаются прежними, и сложность аппаратно-программной реализации возрастает незначительно. Также обеспечивается совместимость с прежними форматами сообщений, а значит, и с ранее разработанным парком аппаратуры комплексов телекодовой связи.The original error-correcting code is designed to bring single-block messages of a relatively small length, and splitting long messages into blocks and transmitting blocks using the original error-correcting code will no longer provide the entire long message with the required probability. However, the use of the original error-correcting code creates an equivalent communication channel of a higher quality, and the guaranteed completion of a long multi-block message in such a channel is possible by introducing a multidimensional systematic cascading error-correcting code. In this case, the previously selected noise-resistant coding of message blocks and their cyclic synchronization remain the same, and the complexity of the hardware-software implementation increases slightly. It also ensures compatibility with previous message formats, and therefore with a previously developed fleet of telecode communication complexes.
В сетях связи по протоколам Frame Relay (FR), Transport Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP), Asynchronous Transfer Mode (ATM) и другим, сообщение разбивается на блоки (пакеты, кадры), каждый из которых имеет заголовок, содержащий в том числе синхронизирующие последовательности (флаги), а в конце блоков имеются проверочные символы для контроля правильности передачи блоков. Блоки могут передаваться по различным маршрутам, отличающимся качеством используемых каналов связи, что может приводить к неприему некоторых блоков, а значит и всего сообщения. Поэтому, предлагаемый способ также может использоваться для повышения достоверности передачи в пакетных асинхронных сетях связи.In communication networks using Frame Relay (FR), Transport Control Protocol / Internet Protocol (TCP / IP), Asynchronous Transfer Mode (ATM) and others, the message is divided into blocks (packets, frames), each of which has a header containing including synchronization sequences (flags), and at the end of the blocks there are check characters to control the correct transfer of blocks. Blocks can be transmitted on various routes that differ in the quality of the communication channels used, which can lead to the rejection of some blocks, and therefore the entire message. Therefore, the proposed method can also be used to increase the reliability of transmission in packet asynchronous communication networks.
Известен способ передачи многоблочных сообщений в комплексах телекодовой связи, при котором на передающей стороне сообщение делят на блоки, каждый блок кодируют помехоустойчивым кодом, добавляют синхронизирующую последовательность и полученную комбинацию символов передают на приемную сторону. На приемной стороне выполняют цикловую синхронизацию, определяя начало помехоустойчивого кода, декодируют помехоустойчивый код и контролируют правильность принятого помехоустойчивого кода. После декодирования последовательности помехоустойчивых кодов принятые блоки собирают в одно сообщение, которое затем передают получателю этого сообщения. (Лазарев В.Г. Интеллектуальные цифровые сети. Справочник. - Под ред. академика Н.А. Кузнецова. - М.: Финансы и статистика. - 1996. - с. 47-51).A known method of transmitting multi-block messages in telecode communication complexes, in which the message is divided into blocks on the transmitting side, each block is encoded with an error-correcting code, a synchronization sequence is added, and the resulting combination of symbols is transmitted to the receiving side. On the receiving side, a cyclic synchronization is performed, determining the beginning of the error-correcting code, the error-correcting code is decoded, and the correctness of the received error-correcting code is checked. After decoding the sequence of error-correcting codes, the received blocks are collected in one message, which is then transmitted to the recipient of this message. (VG Lazarev. Intelligent Digital Networks. Reference. - Ed. By Academician N. A. Kuznetsov. - M.: Finance and Statistics. - 1996. - p. 47-51).
Недостатком этого способа является невысокая достоверность передачи многоблочных сообщений из-за того, что качество канала при передаче некоторых блоков может быть невысоким и возможен неприем этих блоков. Также недостатком является увеличение времени передачи многоблочного сообщения из-за необходимости повторения передачи непринятых блоков.The disadvantage of this method is the low reliability of the transmission of multiblock messages due to the fact that the quality of the channel during the transmission of some blocks may be low and possible rejection of these blocks. Another disadvantage is the increase in the transmission time of a multi-block message due to the need to repeat the transmission of unaccepted blocks.
Известен также способ передачи многоблочных сообщений в комплексах телекодовой связи, при котором на передающей стороне сообщение делят на блоки, каждый блок кодируют помехоустойчивым кодом, добавляют синхронизирующую последовательность, и полученную комбинацию символов передают на приемную сторону. На приемной стороне сначала выполняют цикловую синхронизацию, определяя начало последовательности помехоустойчивых кодов, а затем декодируют помехоустойчивые коды с коррекцией ошибок и стираний. После декодирования последовательности помехоустойчивых кодов восстановленные блоки собирают в одно сообщение, которое затем передают получателю этого сообщения. (Скляр Бернард. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. - Пер с англ. - М.: Издательский дом "Вильяме". - 2003. - с. 354-375, с. 659-663).There is also a known method for transmitting multi-block messages in telecode communication complexes, in which the message is divided into blocks on the transmitting side, each block is encoded with an error-correcting code, a synchronization sequence is added, and the resulting combination of symbols is transmitted to the receiving side. At the receiving side, a cyclic synchronization is first performed, determining the beginning of a sequence of error-correcting codes, and then error-correcting codes are decoded with error and erasure correction. After decoding the sequence of error-correcting codes, the reconstructed blocks are collected in one message, which is then transmitted to the recipient of this message. (Sklyar Bernard. Digital Communication. Theoretical Foundations and Practical Application. - Transl. From Eng. - Moscow: Publishing House "William". - 2003. - pp. 354-375, pp. 659-663).
Недостатком этого способа является невысокая достоверность приема многоблочных сообщений из-за того, что в канале связи передают последовательность помехоустойчивых кодов, каждый из которых защищает свой блок многоблочного сообщения, и неприем хотя бы одного блока многоблочного сообщения приводит к неприему всего сообщения.The disadvantage of this method is the low reliability of receiving multi-block messages due to the fact that a sequence of error-correcting codes are transmitted in the communication channel, each of which protects its own block of multi-block messages, and the rejection of at least one block of multi-block messages leads to the rejection of the entire message.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ (прототип) передачи многоблочных сообщений в комплексах телекодовой связи, заключающийся в том, что сначала на передающей стороне сообщение делят на блоки, и каждый блок кодируют исходным помехоустойчивым кодом. Затем последовательность исходных помехоустойчивых кодов кодируют систематическим каскадным помехоустойчивым кодом, добавляют синхронизирующую последовательность, и полученную комбинацию символов передают на приемную сторону. На приемной стороне сначала выполняют цикловую синхронизацию, определяя начало последовательности исходных помехоустойчивых кодов, а затем декодируют исходные помехоустойчивые коды с контролем правильности декодирования, и неправильно декодированные исходные помехоустойчивые коды стирают. Далее выполняют декодирование систематического каскадного помехоустойчивого кода с исправлением стертых исходных помехоустойчивых кодов, и при их числе меньше минимального кодового расстояния систематического каскадного помехоустойчивого кода восстанавливают стертые исходные помехоустойчивые коды. Затем восстановленные блоки собирают в одно сообщение, которое передают получателю этого сообщения. (Патент РФ №2621971 МПК H04L 1/20, Н03М 13/00 Квашенников В.В., Турилов В.А. Способ передачи многоблочных сообщений в комплексах телекодовой связи. Приор. 14.03.2016, опубл. 08.06.2017, Бюл. №16).Closest to the proposed method is a method (prototype) for transmitting multi-block messages in telecode communication complexes, which consists in the fact that the message is first divided into blocks on the transmitting side, and each block is encoded with an original error-correcting code. Then, the sequence of the original error-correcting codes is encoded by a systematic cascading error-correcting code, a synchronization sequence is added, and the resulting combination of symbols is transmitted to the receiving side. On the receiving side, a cyclic synchronization is first performed, determining the beginning of the sequence of the original error-correcting codes, and then the original error-correcting codes are decoded with correct decoding control, and incorrectly decoded source error-correcting codes are erased. Next, the decoding of the systematic cascading error-correcting code is performed with the correction of the erased original error-correcting codes, and when their number is less than the minimum code distance of the systematic cascading error-correcting code, the erased original error-correcting codes are restored. Then, the restored blocks are collected in one message, which is transmitted to the recipient of this message. (RF patent No. 2621971 IPC H04L 1/20, Н03М 13/00 Kvashennikov V.V., Turilov V.A. Method for transmitting multi-block messages in telecode communication complexes. Prior. 03/14/2016, published on 06/08/2017, Bull. No. 16).
Недостатком этого способа является большое число операций и высокая сложность кодирования и декодирования систематического каскадного помехоустойчивого кода из-за того, что при большом числе блоков сообщения на приемной стороне возможно большое число искаженных блоков, и для их восстановления необходимо использовать систематический каскадный помехоустойчивый код с высокой корректирующей способностью.The disadvantage of this method is the large number of operations and the high complexity of encoding and decoding a systematic cascade error-correcting code due to the fact that with a large number of message blocks on the receiving side, a large number of distorted blocks are possible, and for their restoration it is necessary to use a systematic cascade error-correcting code with a high corrective ability.
Целью изобретения является снижение сложности кодирования и декодирования систематического каскадного кода за счет использования многомерного систематического каскадного кода с небольшим числом компонентных кодов на каждой ступени каскадного кодирования, а значит и с небольшим числом искаженных компонентных кодов на каждой ступени каскадного кодирования. Также целью является сохранение прежнего формата сообщений и совместимости с ранее разработанным парком аппаратуры комплексов телекодовой связи.The aim of the invention is to reduce the complexity of encoding and decoding a systematic cascade code by using a multidimensional systematic cascade code with a small number of component codes at each stage of cascade coding, and hence with a small number of distorted component codes at each stage of cascade coding. Also, the goal is to maintain the previous message format and compatibility with the previously developed fleet of telecode communication complexes.
Для достижения цели предложен способ передачи многоблочных сообщений в комплексах телекодовой связи, заключающийся в том, что сначала на передающей стороне сообщение делят на блоки и каждый блок кодируют исходным помехоустойчивым кодом. Затем последовательность исходных помехоустойчивых кодов кодируют систематическим каскадным кодом, добавляют синхронизирующую последовательность, и полученную комбинацию символов передают на приемную сторону. На приемной стороне сначала выполняют цикловую синхронизацию, определяя начало последовательности исходных помехоустойчивых кодов, а затем декодируют исходные помехоустойчивые коды с контролем правильности декодирования, и неправильно декодированные исходные помехоустойчивые коды стирают. Далее выполняют декодирование систематического каскадного кода с исправлением стертых исходных помехоустойчивых кодов, и при их числе меньше минимального кодового расстояния систематического каскадного кода восстанавливают стертые исходные помехоустойчивые коды. Затем восстановленные блоки собирают в одно сообщение, которое передают получателю этого сообщения. Новым является то, что на передающей стороне последовательность исходных помехоустойчивых кодов кодируют многомерным систематическим каскадным кодом. На приемной стороне после декодирования исходных помехоустойчивых кодов выполняют декодирование первой ступени систематического каскадного кода с исправлением стертых исходных помехоустойчивых кодов, и при их числе меньше минимального кодового расстояния первой ступени систематического каскадного кода восстанавливают стертые исходные помехоустойчивые коды, а при их числе больше соответствующего минимального кодового расстояния стирают компонентный код первой ступени систематического каскадного кода. Затем выполняют декодирование второй ступени систематического каскадного кода с исправлением стертых компонентных кодов первой ступени систематического каскадного кода, и при их числе меньше минимального кодового расстояния второй ступени систематического каскадного кода восстанавливают стертые компонентные коды первой ступени систематического каскадного кода и так далее. При этом на передающей стороне проверочную часть компонентного кода первой ступени систематического каскадного кода формируют в виде поразрядной суммы по модулю два информационных частей исходных помехоустойчивых кодов, проверочную часть компонентного кода второй ступени систематического каскадного кода формируют в виде поразрядной суммы по модулю два информационных частей компонентных кодов первой ступени систематического каскадного кода и так далее. Причем, на приемной стороне при неравенстве нулю синдрома компонентного кода первой ступени систематического каскадного кода стертый блок получают в виде поразрядной суммы по модулю два информационных частей исходных помехоустойчивых кодов, а при неравенстве нулю синдрома компонентного кода второй ступени систематического каскадного кода информационную часть стертого компонентного кода первой ступени систематического каскадного кода получают в виде поразрядной суммы по модулю два информационных частей компонентных кодов первой ступени систематического каскадного кода и так далее.To achieve the goal, a method for transmitting multi-block messages in telecode communication complexes is proposed, which consists in the fact that the message is first divided into blocks on the transmitting side and each block is encoded with an original noise-resistant code. Then, the sequence of the original error-correcting codes is encoded in a systematic cascade code, a synchronization sequence is added, and the resulting combination of symbols is transmitted to the receiving side. On the receiving side, a cyclic synchronization is first performed, determining the beginning of the sequence of the original error-correcting codes, and then the original error-correcting codes are decoded with correct decoding control, and incorrectly decoded source error-correcting codes are erased. Next, the decoding of the systematic cascade code is performed with the correction of the erased original error-correcting codes, and when their number is less than the minimum code distance of the systematic cascade code, the erased original error-correcting codes are restored. Then, the restored blocks are collected in one message, which is transmitted to the recipient of this message. What is new is that on the transmitting side, the sequence of the original error-correcting codes is encoded with a multidimensional systematic cascade code. On the receiving side, after decoding the original error-correcting codes, the first stage of the systematic cascade code is decoded with the erased source error-correcting codes corrected, and if their number is less than the minimum code distance of the first stage of the systematic cascade code, the erased original error-correcting codes are restored, and if they are greater than the corresponding minimum code distance erase the component code of the first stage of the systematic cascade code. Then, the decoding of the second stage of the systematic cascade code is performed with the correction of the erased component codes of the first stage of the systematic cascade code, and if they are less than the minimum code distance of the second stage of the systematic cascade code, the erased component codes of the first stage of the systematic cascade code are restored, and so on. At the same time, on the transmitting side, the verification part of the component code of the first stage of the systematic cascade code is formed in the form of a bitwise sum modulo of two information parts of the source noise-resistant codes, the verification part of the component code of the second stage of the systematic cascade code is formed as the bitwise amount modulo of two information parts of the first codes systematic cascade code steps and so on. Moreover, on the receiving side, if the component code syndrome of the first stage of the systematic cascade code does not equal zero, the erased block is obtained in the form of a bit sum modulo two information parts of the source noise-resistant codes, and if the component code syndrome of the second stage of the systematic cascade code does not equal zero, the information part of the erased component code of the first the steps of a systematic cascade code are obtained in the form of a bitwise sum modulo two information parts of the component codes of the first tupeni systematic cascade of code and so on.
Предлагаемый способ передачи многоблочных сообщений в комплексах телекодовой связи реализуется следующим образом.The proposed method for transmitting multi-block messages in telecode communication complexes is implemented as follows.
Формализованное сообщение оперативно-командной связи обычно имеет небольшую длину, например 256 бит. Для защиты одноблочного сообщения такой длины используется исходный помехоустойчивый код, например код БЧХ или код Рида-Соломона. Корректирующая способность исходного помехоустойчивого кода достаточна для обеспечения требуемой вероятности доведения сообщения, не менее 0,98, в канале связи заданного качества, например, со средней вероятностью ошибки на бит, не меньше 0,001. Для получения требуемой вероятности доведения сообщения достаточно взять укороченный двоичный код БЧХ (275,256,6) с коррекцией двойных ошибок и обнаружением тройных ошибок. При передаче длинных сообщений на передающей стороне сообщение делят на блоки, и каждый блок кодируют исходным помехоустойчивым кодом. Однако, при передаче длинных многоблочных сообщений, длина которых составляет несколько одноблочных сообщений, например 512, 768, 1024 бит и более, требуемая вероятность доведения сообщения может не обеспечиваться. Например, при вероятности правильного приема одного блока сообщения Pt=0.98, вероятность правильного приема 4-х блочного сообщения в канале связи с независимыми ошибками будет равна 
Запишем один блок сообщения, защищенный исходным помехоустойчивым кодом в видеWe write one message block protected by the original error-correcting code in the form
где символы исходного помехоустойчивого кода являются элементами поля Галуа αij∈GF(qm) - j-ый символ i-го кода, N - блоковая длина кода.where the symbols of the original error-correcting code are elements of the Galois field α ij ∈GF (q m ) is the j-th symbol of the i-th code, N is the block length of the code.
Тогда, последовательность исходных помехоустойчивых кодов, защищающих многоблочное сообщение будетThen, the sequence of source error-correcting codes protecting a multi-block message will be
где v - число блоков в сообщении.where v is the number of blocks in the message.
Для повышения вероятности доведения всего сообщения последовательность исходных помехоустойчивых кодов дополнительно кодируют многомерным систематическим каскадным кодом. Для этого последовательность исходных помехоустойчивых кодов располагают в ячейках m-мерной (m≥1) таблицы, например для случая двухмерного систематического каскадного кода 2-х мерная таблица исходных помехоустойчивых кодов будет иметь видTo increase the likelihood of bringing the entire message, the sequence of the original error-correcting codes is additionally encoded with a multidimensional systematic cascade code. For this, the sequence of source error-correcting codes is placed in the cells of the m-dimensional (m≥1) table, for example, for the case of a two-dimensional systematic cascade code, the 2-dimensional table of the source error-correcting codes will have the form
где (u+1)w=v.where (u + 1) w = v.
Затем выполняют кодирование по строкам и столбцам таблицы (3), например, в виде дополнительного блока проверок на четность:Then, coding is performed on the rows and columns of the table (3), for example, in the form of an additional block of parity checks:
где под суммированием понимается операция поразрядного суммирования по модулю два.where summation refers to the operation of bitwise summation modulo two.
Полученный двухмерный каскадный код является систематическим, поскольку последовательность исходных помехоустойчивых кодов A=A1A2…Av при кодировании сохраняется в неизменном виде. Далее к двухмерному систематическому каскадному коду добавляют синхронизирующую последовательность С1 и полученную комбинацию символов передают на приемную сторону. Передача может осуществляться последовательно по строкам или столбцам двухмерного систематического каскадного кода.The resulting two-dimensional cascade code is systematic, because the sequence of the original error-correcting codes A = A 1 A 2 ... A v during encoding is stored unchanged. Next to the two-dimensional systematic cascade code add a synchronizing sequence With 1 and the resulting combination of characters is transmitted to the receiving side. Transfer can be carried out sequentially in rows or columns of two-dimensional systematic cascading code.
На приемной стороне сначала выделяют синхронизирующую последовательность С1 и выполняют цикловую синхронизацию, определяя начало двухмерного систематического каскадного помехоустойчивого кода.At the receiving side, a synchronization sequence C 1 is first isolated and cyclic synchronization is performed, determining the beginning of a two-dimensional systematic cascade noise-resistant code.
Затем в двухмерном систематическом каскадном помехоустойчивом коде выделяют исходные помехоустойчивые коды и декодируют выделенную последовательность исходных помехоустойчивых кодов с коррекцией ошибок и стираний и контролируют правильность декодирования. За счет контроля правильности декодирования исходные помехоустойчивые коды, которые были декодированы неправильно, могут быть стерты.Then, in the two-dimensional systematic cascade error-correcting code, the initial error-correcting codes are extracted and the selected sequence of the source error-correcting codes with error and erasure correction is decoded and the decoding is checked. By controlling the correct decoding, the original error-correcting codes that were decoded incorrectly can be erased.
Двухмерный систематический каскадный помехоустойчивый код, определяемый соотношениями (3) и (4), позволяет восстанавливать один стертый исходный помехоустойчивый код в каждой строке или столбце таблицы (3).A two-dimensional systematic cascade error-correcting code, defined by relations (3) and (4), allows you to restore one erased original error-correcting code in each row or column of the table (3).
Последовательность шагов при этом запишется в виде:The sequence of steps is written in the form:
Шаг 1. Декодирование блоков A1, A2, …Av с коррекцией и обнаружением ошибок.Step 1. Decoding blocks A 1 , A 2 , ... A v with correction and detection of errors.
Шаг 2. Если не обнаружено ни одного блокад A1, A2, …Av c некорректируемой комбинацией ошибок, идти к 5.Step 2. If no blockages A 1 , A 2 , ... A v with an uncorrectable combination of errors were found, go to 5.
Шаг 3. Для всех строк и столбцов (3), в которых обнаружен один блок Ai с некорректируемой комбинацией ошибок, вычислить 
Шаг 4. Декодирование блока Ai с коррекцией и обнаружением ошибок.Step 4. Decoding block A i with correction and error detection.
Шаг 5. Конец.Step 5. The End.
Строки таблицы (3) вместе с соответствующими проверочными частями образуют компонентный код первой ступени систематического каскадного кода, а столбцы - компонентный код второй ступени систематического каскадного кода. При числе стираний в строке таблицы (3) больше соответствующего минимального кодового расстояния стирают строку, то есть стирают компонентный код первой ступени систематического каскадного кода. Затем выполняют декодирование второй ступени систематического каскадного кода с исправлением стертых компонентных кодов первой ступени систематического каскадного кода, и при их числе меньше минимального кодового расстояния второй ступени систематического каскадного кода восстанавливают стертые компонентные коды первой ступени систематического каскадного кода и так далее. Многоблочное сообщение будет принято правильно, если после декодирования всех одноблочных сообщений будет обнаружено не более одного стертого помехоустойчивого кода в каждой строке и столбце таблицы (3).The rows of table (3) together with the corresponding test parts form the component code of the first stage of the systematic cascade code, and the columns form the component code of the second stage of the systematic cascade code. When the number of erasures in the row of the table (3) is greater than the corresponding minimum code distance, the row is erased, that is, the component code of the first stage of the systematic cascade code is erased. Then, the decoding of the second stage of the systematic cascade code is performed with the correction of the erased component codes of the first stage of the systematic cascade code, and if they are less than the minimum code distance of the second stage of the systematic cascade code, the erased component codes of the first stage of the systematic cascade code are restored, and so on. A multi-block message will be received correctly if, after decoding all single-block messages, no more than one erased error-correcting code is detected in each row and column of the table (3).
После декодирования восстановленные блоки собирают в одно сообщение, которое затем передают получателю этого сообщения.After decoding, the restored blocks are collected in one message, which is then transmitted to the recipient of this message.
Можно оценить необходимое число ступеней кодирования многомерного систематического каскадного кода, которое обеспечивает требуемую вероятность доведения многоблочного сообщения при заданной вероятности правильного приема одноблочного сообщения.You can estimate the required number of coding stages of a multidimensional systematic cascading code, which provides the required probability of bringing a multiblock message at a given probability of the correct reception of a one-block message.
Вероятность правильного приема w блоков многоблочного сообщения с учетом блока проверки на четность оценивается величинойThe probability of the correct reception of w blocks of a multi-block message taking into account the parity check block is estimated as
где Pt - вероятность правильного приема одного блока сообщения.where P t is the probability of the correct reception of one message block.
Например, при вероятности правильного приема одного блокад Pt=0.98, вероятность правильного приема девятиблочного сообщения будетFor example, if the probability of the correct reception of one blockade is P t = 0.98, the probability of the correct reception of a nine-block message will be
Таким образом, на каждой ступени кодирования многомерного систематического каскадного кода должно быть не более 9 компонентных кодов.Thus, at each coding step of a multidimensional systematic cascade code, there should be no more than 9 component codes.
Значит, при m ступенях кодирования общее число исходных помехоустойчивых кодов в многомерном систематическом каскадном коде будет равноTherefore, with m coding steps, the total number of source error-correcting codes in a multidimensional systematic cascade code will be equal to
а объем передаваемой информации при длине информационной части исходного помехоустойчивого кода 256 бит оценивается выражениемand the amount of transmitted information with the length of the information part of the original error-correcting code 256 bits is estimated by the expression
Поэтому, согласно формуле (7), для передачи сообщения объемом 1 мбит потребуется всего лишь m=4 ступеней многомерного каскадного кодирования. При этом передается 4096 одноблочных сообщений, которые упаковываются в 4-х мерный куб, длина стороны которого равна 9 одноблочным сообщениям. На каждой ступени каскадного кодирования может использоваться достаточно простой помехоустойчивый код, например, простейший код с проверкой на четность, и техническая реализация такого многомерного каскадного кодирования не вызывает затруднений. Для сравнения, в прототипе с одной ступенью каскадного кодирования и проверкой на четность возможна передача не более 9 одноблочных сообщений, а для передачи 4096 одноблочных сообщений с той же вероятностью правильного приема необходимо корректировать не менее 82 ошибочных блоков сообщения, что возможно только при использовании сложных в технической реализации каскадных помехоустойчивых кодов.Therefore, according to formula (7), to transmit a message with a volume of 1 Mbps, only m = 4 stages of multidimensional cascade coding will be required. In this case, 4096 one-block messages are transmitted, which are packed in a 4-dimensional cube, the length of which is equal to 9 one-block messages. At each stage of cascade coding, a fairly simple error-correcting code can be used, for example, the simplest code with parity checking, and the technical implementation of such multidimensional cascade coding does not cause difficulties. For comparison, in a prototype with one stage of cascade coding and parity, no more than 9 single-block messages can be transmitted, and for 4096 single-block messages with the same probability of correct reception, it is necessary to correct at least 82 error message blocks, which is possible only when using complex technical implementation of cascading error-correcting codes.
Преимуществом предложенного способа является снижение сложности технической реализации за счет использования многомерного систематического каскадного кода с небольшим числом компонентных кодов на каждой ступени каскадного кодирования. При этом сохраняется прежний формат сообщений и совместимость с ранее разработанным парком аппаратуры комплексов телекодовой связи. Многомерный систематический каскадный код строится на основе уже используемого исходного помехоустойчивого кода, защищающего одноблочное сообщение и создающего эквивалентный канал связи достаточно хорошего качества.The advantage of the proposed method is to reduce the complexity of technical implementation through the use of multidimensional systematic cascade code with a small number of component codes at each stage of cascade coding. At the same time, the old message format and compatibility with the previously developed fleet of telecode communication complexes are maintained. The multidimensional systematic cascade code is built on the basis of the already used source error-correcting code that protects a single-block message and creates an equivalent communication channel of good enough quality.
Достигаемым техническим результатом способа передачи многоблочных сообщений в комплексах телекодовой связи является снижение сложности технической реализации при сохранении прежнего формата сообщений и совместимости с ранее разработанным парком аппаратуры комплексов телекодовой связи.The technical result achieved by the method of transmitting multi-block messages in telecode communication complexes is to reduce the complexity of technical implementation while maintaining the previous message format and compatibility with the previously developed fleet of telecode communication complexes.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018104144A RU2669069C1 (en) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | Method of transmission of multilateral messages in complexes of data-transmission communication |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018104144A RU2669069C1 (en) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | Method of transmission of multilateral messages in complexes of data-transmission communication |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2669069C1 true RU2669069C1 (en) | 2018-10-08 |
Family
ID=63798350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018104144A RU2669069C1 (en) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | Method of transmission of multilateral messages in complexes of data-transmission communication |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2669069C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2710911C1 (en) * | 2019-03-04 | 2020-01-14 | Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Method of transmitting multi-unit messages in telecode communication systems |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5490168A (en) * | 1994-07-08 | 1996-02-06 | Motorola, Inc. | Method and system for automatic optimization of data throughput using variable packet length and code parameters |
| US20020080820A1 (en) * | 2000-12-21 | 2002-06-27 | Hashem Bassam M. | Shared transmission of control information in high data rate communications systems |
| US20040161052A1 (en) * | 2000-12-14 | 2004-08-19 | Santhoff John H. | Encoding and decoding ultra-wideband information |
| US20070204196A1 (en) * | 2006-02-13 | 2007-08-30 | Digital Fountain, Inc. | Streaming and buffering using variable fec overhead and protection periods |
| RU2621971C1 (en) * | 2016-03-14 | 2017-06-08 | Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Method of multi-block message communication in multi-unit data communication complexes |
-
2018
- 2018-02-02 RU RU2018104144A patent/RU2669069C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5490168A (en) * | 1994-07-08 | 1996-02-06 | Motorola, Inc. | Method and system for automatic optimization of data throughput using variable packet length and code parameters |
| US20040161052A1 (en) * | 2000-12-14 | 2004-08-19 | Santhoff John H. | Encoding and decoding ultra-wideband information |
| US20020080820A1 (en) * | 2000-12-21 | 2002-06-27 | Hashem Bassam M. | Shared transmission of control information in high data rate communications systems |
| US20070204196A1 (en) * | 2006-02-13 | 2007-08-30 | Digital Fountain, Inc. | Streaming and buffering using variable fec overhead and protection periods |
| RU2621971C1 (en) * | 2016-03-14 | 2017-06-08 | Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Method of multi-block message communication in multi-unit data communication complexes |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2710911C1 (en) * | 2019-03-04 | 2020-01-14 | Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Method of transmitting multi-unit messages in telecode communication systems |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2357731B1 (en) | Systematic decoding of chain reaction codes | |
| US6694478B1 (en) | Low delay channel codes for correcting bursts of lost packets | |
| EP1512228B1 (en) | Forward error correction method and system for reliable transmission of real time data over a packet based networks | |
| US7409627B2 (en) | Method for transmitting and receiving variable length packets based on forward error correction (FEC) coding | |
| US20100241859A1 (en) | Mode of information transmission and complex protection | |
| US7930617B1 (en) | Sliding window block codes for cross-packet coding | |
| US7152199B2 (en) | Method and apparatus for delineating data in an FEC-coded Ethernet frame | |
| US8223643B1 (en) | Method for packet-level FEC encoding a stream of source packets using shifted interleaving | |
| RU2621971C1 (en) | Method of multi-block message communication in multi-unit data communication complexes | |
| GB2216752A (en) | Forward error correction in packet switched communications | |
| CN102891737A (en) | Method and system for coding and decoding binary rateless codes | |
| CN104135345A (en) | Cross-layer coding and decoding method applied to long-term evolution system | |
| RU2669069C1 (en) | Method of transmission of multilateral messages in complexes of data-transmission communication | |
| US20030007487A1 (en) | Method and an apparatus for use of codes in multicast transmission | |
| TWI435623B (en) | Methods and systems for wireless multicast and broadcast services | |
| EP1758254A1 (en) | Improved erasure correction scheme based on XOR operations for packet transmission | |
| KR20090061563A (en) | Method of error control | |
| RU2671989C1 (en) | Method of transmission of multilateral messages by the concatenated code in the communication complexes | |
| RU2295196C1 (en) | Communication channel quality control method | |
| RU2313187C1 (en) | Method for packet transmission of messages in communication networks with multidimensional routing | |
| EP2930852B1 (en) | Constructing a reliable data stream | |
| EP3035540B1 (en) | Maximum likelihood erasure decoding of sparse graph codes | |
| RU2710911C1 (en) | Method of transmitting multi-unit messages in telecode communication systems | |
| CN101162966A (en) | Method and system of using error-correcting code technique for data transmission | |
| Willig | Memory-efficient segment-based packet-combining schemes in face of deadlines |