Punctured NCC codes for information protection in information and measurement systems

Abstract

During development and design of information-measuring systems, enabling to carry out collection, processing and transmission of information, one of the main problems is the choice of effective methods of information protection against defects in noisy communication channels. Effective use of frequency-time resources of information communication channels, as the most valuable part of the information transmission system, is the key to provide reliable delivery of transmitted messages. One of effective directions of reliability increase and information transfer reliability in information-measuring communication networks is implementation of methods and algorithms of noise-resistant coding, providing for detection and coping with errors, arising due to interferences in the communication channel. In this case, the choice in favor of one or another coding method depends on the information characteristics of the data channel. Parameters of the noise coder must be coordinated with the source of the message, the communication channel, as well as the requirements for the reliability of bringing information to the recipient. The problem of obtaining a wide range of codec parameters with simultaneous preservation of the unified macrostructure of the codec in communication systems causes the need for research on the development of adaptive algorithms for error information protection. In the article the research results of the characteristics of variable rate slot convolutional codes for adaptive coding/decoding in information-measuring systems of information transmission are proposed. Consequently, when creating communication networks, there is no need to use a large number of different codecs, even with completely different requirements to the code rate, channel rate and gain due to coding. In addition, there is a real opportunity to create terminal equipment, working on unified algorithms of protection against errors and access.

При розробленні та проектуванні інформаційно-вимірювальних систем, які виконують збір, оброблення та передавання даних, одним із головних завдань є вибір ефективних методів захисту інформації від помилок у зашумлених каналах зв’язку. Ефективне використання частотно-часових ресурсів інформаційних каналів зв’язку, є ключовим при забезпеченні достовірної доставки повідомлень, що передаються. Одним з перспективних напрямів підвищення надійності та достовірності передачі інформації в інформаційно-вимірювальних мережах зв’язку є використання методів та алгоритмів завадостійкого кодування, що дозволяють виявити та справляти помилки, що виникають внаслідок дії перешкод у каналі зв’язку. При цьому вибір на користь того чи іншого методу кодування залежить від інформаційних параметрів каналу передачі даних. Параметри перешкодостійкого кодера повинні бути узгоджені з джерелом повідомлення, каналом зв’язку, а також вимогами до достовірності доведення інформації до одержувача. Проблема отримання широкого набору параметрів кодових співвідношень при одночасному збереженні єдиної макроструктури кодека в системах зв’язку викликає необхідність проведення досліджень розробки адаптивних алгоритмів захисту інформації від помилок. У статті запропоновано результати дослідження характеристик гніздових згорткових кодів із змінною швидкістю при адаптивному кодуванні/декодуванні в інформаційно-вимірювальних системах передавання інформації. Отже, при створенні мереж зв’язку немає необхідності у використанні великої кількості різних кодеків навіть при абсолютно різних вимогах швидкості передачі коду, канальної швидкості і виграшу за рахунок кодування. Крім того, виникає реальна можливість створення кінцевого обладнання, що працює на уніфікованих алгоритмах захисту від помилок та доступу.