Розробка моделі завадостійкої передачі даних для інформаційної технології оптимізації управління динамічними системами
Вантажиться...
Дата
2022
DOI
doi.org/10.20998/2079-0023.2022.02.09
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник
Члени комітету
Видавець
Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"
Анотація
Для каналів передачі даних, що використовуються у локальних системах управління різними процесами, необхідні прості й не затратні методи, які дозволять передавати необхідну інформацію без помилок. Помилки, які трапляються у безперервних каналах зв’язку – одна з основних перепон для достовірної передачі інформації. В результаті аналізу статистики помилок у дискретних каналах зроблено висновок, що найчастіше виникають однократні та двократні помилки. Мета даної статті полягає в розробці моделі завадостійкої передачі даних для інформаційної технології оптимізації управління динамічними системами. Проаналізовані причини виникнення помилок – загасання сигналу, шум та різні перешкоди. Результуючий переданий сигнал визначається поєднанням корисного сигналу і сигналу перешкод. При розгляді дискретних сигналів виділено декілька причин помилок – крайові спотворення, дроблення імпульсів та інші. Розглянуті методи боротьби з завадами: засоби експлуатаційного і профілактичного характеру; засоби підвищення перешкодостійкості при передачі одиничних елементів; використання зворотного зв’язку; додавання надлишковості до коду; завадостійке кодування. Запропоновано боротись із помилками використанням завадостійкого кодування. Серед завадостійких кодів виділені надлишкові блочні розділимі систематичні коди, які поділяють на циклічні коди та код Хеммінга. В основу моделі завадостійкого кодування запропоновано покласти використання систематичного коду – циклічного коду або коду Хеммінга з наступним каскадним кодуванням. Оскільки модель кодування має адаптивно використовуватись в різних системах, необхідним критерієм моделі є її універсальність. Модель повинна працювати в різних системах без зміни алгоритмів кодування та декодування. Серед багатьох видів завадостійких кодів обрано для використання каскадні коди. Розповсюджені каскадні коди є універсальними, легко масштабуються, працюють стабільно, добре себе зарекомендували у світовій практиці, тому їх рекомендовано для використання у різних інформаційних управляючих системах. Наведена реалізація моделі завадостійкої передачі даних.
For data transmission channels used in local control systems for various processes, simple and inexpensive methods are needed that will allow the necessary information to be transmitted without errors. Errors that occur in continuous communication channels are one of the main obstacles to the reliable transmission of information. As a result of the analysis of error statistics in discrete channels, it was concluded that single and double errors occur most often. The purpose of this article is to develop a model of interference-resistant data transmission for information technology optimization of control of dynamic systems. The analyzed causes of errors are signal attenuation, noise and various interferences. The resulting transmitted signal is determined by the combination of the useful signal and the interference signal. When considering discrete signals, several causes of errors are highlighted – edge distortions, pulse splitting, and others. Considered methods of combating obstacles: means of operational and preventive nature; means of increasing interference resistance during the transmission of single elements; use of feedback; adding redundancy to the code; tamper-proof coding. It is proposed to combat errors using tamper-resistant coding. Among the interference-resistant codes, redundant block separable systematic codes are selected, which are divided into cyclic codes and Hamming code. The basis of the interference-resistant coding model is the use of a systematic code - a cyclic code or a Hamming code followed by cascade coding. Since the coding model must be adaptively used in different systems, a necessary criterion of the model is its universality. The model should work in different systems without changing the encoding and decoding algorithms. Among the many types of interference-resistant codes, cascade codes are chosen for use. Widespread cascade codes are universal, easily scalable, work stably, have proven themselves well in world practice, therefore they are recommended for use in various information management systems. The implementation of the interference-resistant data transmission model is presented.
For data transmission channels used in local control systems for various processes, simple and inexpensive methods are needed that will allow the necessary information to be transmitted without errors. Errors that occur in continuous communication channels are one of the main obstacles to the reliable transmission of information. As a result of the analysis of error statistics in discrete channels, it was concluded that single and double errors occur most often. The purpose of this article is to develop a model of interference-resistant data transmission for information technology optimization of control of dynamic systems. The analyzed causes of errors are signal attenuation, noise and various interferences. The resulting transmitted signal is determined by the combination of the useful signal and the interference signal. When considering discrete signals, several causes of errors are highlighted – edge distortions, pulse splitting, and others. Considered methods of combating obstacles: means of operational and preventive nature; means of increasing interference resistance during the transmission of single elements; use of feedback; adding redundancy to the code; tamper-proof coding. It is proposed to combat errors using tamper-resistant coding. Among the interference-resistant codes, redundant block separable systematic codes are selected, which are divided into cyclic codes and Hamming code. The basis of the interference-resistant coding model is the use of a systematic code - a cyclic code or a Hamming code followed by cascade coding. Since the coding model must be adaptively used in different systems, a necessary criterion of the model is its universality. The model should work in different systems without changing the encoding and decoding algorithms. Among the many types of interference-resistant codes, cascade codes are chosen for use. Widespread cascade codes are universal, easily scalable, work stably, have proven themselves well in world practice, therefore they are recommended for use in various information management systems. The implementation of the interference-resistant data transmission model is presented.
Опис
Ключові слова
передача даних, завадостійкість, кодування, коригуючі коди, модель, динамічні системи, інформаційна технологія, data transmission, immunity, coding, correcting codes, model, dynamic systems, information technology
Бібліографічний опис
Нікуліна О. М. Розробка моделі завадостійкої передачі даних для інформаційної технології оптимізації управління динамічними системами / О. М. Нікуліна, В. П. Северин, В. О. Шаров // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Сер. : Системний аналіз, управління та інформаційні технології = Bulletin of the National Technical University "KhPI". Ser. : System analysis, control and information technology : зб. наук. пр. – Харків : НТУ "ХПІ", 2022. – № 2 (8). – С. 57-62.