Frontier Materials & Technologies. 2015; 1: 11-17
АНАЛИЗ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ НЕРАВНОМЕРНЫХ КОДОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ПО КАНАЛУ СВЯЗИ
https://doi.org/10.18323/2073-5073-2015-3-11-17Аннотация
В статье решается задача обнаружения синхронизации в кодовой последовательности неравномерных кодов, потерянной за счет влияния ошибок в канале связи при передаче сжатых сообщений.
С этой целью на основе статистических свойств источника сообщений и цифрового канала связи были получены функции правдоподобия наблюдений при наличии и при отсутствии синхронизации. В этой ситуации в качестве наблюдений могут быть использованы частоты появления букв алфавита заданного объема в декодированной последовательности символов. В качестве базового распределения использовано полиномиальное распределение, которое характеризует частоты появления букв алфавита в выборке заданного объема в зависимости от их вероятностей. Особенностью предлагаемого подхода для обнаружения синхронизации является использование полиномиального распределения для описания функции правдоподобия отсутствия синхронизации на основе теории распознавания сложных гипотез при равномерном усреднении.
В результате такого подхода было получено отношение правдоподобия в зависимости от вероятностей появления букв алфавита, по которому можно сделать вывод о наличии или отсутствии синхронизации.
На основе процедуры последовательного анализа разработан алгоритм обнаружения синхронизации при неравномерном кодировании. В качестве показателя оценки эффективности алгоритма выбрана величина среднего байесовского риска, представленного в виде вероятности ошибки обнаружения синхронизации.
Анализ помехоустойчивости неравномерных кодов показывает, что при применении на сетях связи современных мультимедийных технологий возрастают объемы передаваемой информации и используемого алфавита сообщений, что приводит к потере синхронизации и эффекту размножения ошибок. Это приводит к частичной или полной потере информации. Разработанный алгоритм позволит восстанавливать сжатые сообщения, искаженные в результате передачи по каналу связи.
Список литературы
1. Сергеенко В.С., Баринов В.В. Сжатие данных, речи, звука и изображений в телекоммуникационных системах. М.: РадиоСофт, 2009. 360 с.
2. Крук Б.И., Попантонопуло В.Н., Шувалов В.П. Телекоммуникационные системы и сети. В 3 т. Т. 1. Современные технологии. Изд. 3-е. М.: Горя-чая линия–Телеком, 2004. 647 с.
3. Григорьев В.А., Григорьев С.В. Передача сообщений. СПб.: ВУС, 2002. 460 с.
4. Кричевский Р.Е. Сжатие и поиск информации. М.: Радио и связь, 1989. 168 с.
5. Сэломон Д. Сжатие данных, изображений и звука. М.: Техносфера, 2004. 368 с.
6. Стиффлер Д.Д. Теория синхронной связи. М.: Связь, 1975. 488 с.
7. Сухман С.М., Бернов А.В., Шевкопляс Б.В. Синхронизация в телекомму-никационных системах. Анализ инженерных решений. М.: Эко-Трендз, 2003. 272 с.
8. Ватолин Д., Ратушняк А., Смирнов М., Юкин В. Методы сжатия данных. Устройство архиваторов, сжатие изображений и видео. М.: Диалог-МИФИ, 2002. 384 с.
9. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое приме-нение. 2-е изд. М.: Вильямс, 2003. 1104 c.
10. Вернер М. Основы кодирования. М.: Техносфера, 2004. 288 с.
11. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. 2-е изд. М.: Радио и связь, 1982. 624 с.
12. Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория случайных процессов и ее инженер-ные приложения. 3-е изд. М.: Академия, 2003. 427 с.
13. Кудряшов Б.Д. Теория информации. СПб.: Питер, 2009. 320 с.
14. Тихонов В.И., Харисов В.Н. Статистический анализ и синтез радиотехни-ческих устройств и систем. 2-е изд. М.: Радио и связь, 2004. 608 с.
15. Сейдж Э., Мелс Д. Теория оценивания и ее применение в связи и управ-лении. М.: Связь, 1976. 496 с.
16. Бронштейн И.П., Семендяев К.А. Справочник по математике. М.: Наука, 1981. 718 с.
17. Вапник В.Н. Восстановление зависимостей по эмпирическим данным. М.: Наука, 1979. 447 с.
18. Таха Х. Введение в исследование операций. Кн. 1. М.: Мир, 1985. 479 с.
19. Ван Трис Г. Теория обнаружения, оценок и модуляции. Т. 1. М.: Совет-ское радио, 1972. 744 с.
20. Яглом А.М., Яглом И.М. Вероятность и информация. Изд. 5-е. М.: Ком-Книга, 2007. 512 с.
Frontier Materials & Technologies. 2015; 1: 11-17
THE ANALYSIS OF NOISE STABILITY OF UNEVEN CODES APPLIED FOR THE INFORMATION TRANSFER VIA THE COMMUNICATION CHANNEL
https://doi.org/10.18323/2073-5073-2015-3-11-17Abstract
The article meets the challenge of the synchronization detection in the code sequence of uneven codes, lost in the result of impact of errors in the communication channel when transmitting compressed messages.
For this purpose, basing on statistical properties of the messages and digital communication channel source, the authors got the observation likelihood functions in the presence and in the absence of synchronization. In this situation, the frequencies of occurrence of volume-defined alphabetic letters in the decoded sequence of characters can be used as the observations. As a primary distribution, the authors used a polynomial distribution, which characterizes the frequencies of occurrence of alphabetic letters in the volume-defined selection depending on their probabilities. The peculiarity of this approach for the synchronization detection is the use of polynomial distribution for description of the function of synchronization unavailability likelihood on the basis of the theory of complex hypotheses recognition with a uniform averaging.
In the result of such approach, the authors obtained the likelihood ratio depending on the probabilities of alphabetic letters occurrence using which it is possible to make the conclusion about the presence or absence of synchronization.
The algorithm for synchronization detection in event of non-uniform encoding was developed on the base of the sequential analysis procedure. The value of average Bayes risk presented in the form of probability of synchronization detection error was selected to be an indicator for the algorithm effectiveness evaluation.
The analysis of noise stability of uneven codes shows that the application of modern multimedia technologies in communication networks increases the amount of transmitted information and used alphabet of messages that leads to the loss of synchronization and the effect of error propagation. It causes partial or total loss of data. The developed algorithm will allow recovering of the compressed messages that were distorted during their transmission via communication channel.
References
1. Sergeenko V.S., Barinov V.V. Szhatie dannykh, rechi, zvuka i izobrazhenii v telekommunikatsionnykh sistemakh. M.: RadioSoft, 2009. 360 s.
2. Kruk B.I., Popantonopulo V.N., Shuvalov V.P. Telekommunikatsionnye sistemy i seti. V 3 t. T. 1. Sovremennye tekhnologii. Izd. 3-e. M.: Gorya-chaya liniya–Telekom, 2004. 647 s.
3. Grigor'ev V.A., Grigor'ev S.V. Peredacha soobshchenii. SPb.: VUS, 2002. 460 s.
4. Krichevskii R.E. Szhatie i poisk informatsii. M.: Radio i svyaz', 1989. 168 s.
5. Selomon D. Szhatie dannykh, izobrazhenii i zvuka. M.: Tekhnosfera, 2004. 368 s.
6. Stiffler D.D. Teoriya sinkhronnoi svyazi. M.: Svyaz', 1975. 488 s.
7. Sukhman S.M., Bernov A.V., Shevkoplyas B.V. Sinkhronizatsiya v telekommu-nikatsionnykh sistemakh. Analiz inzhenernykh reshenii. M.: Eko-Trendz, 2003. 272 s.
8. Vatolin D., Ratushnyak A., Smirnov M., Yukin V. Metody szhatiya dannykh. Ustroistvo arkhivatorov, szhatie izobrazhenii i video. M.: Dialog-MIFI, 2002. 384 s.
9. Sklyar B. Tsifrovaya svyaz'. Teoreticheskie osnovy i prakticheskoe prime-nenie. 2-e izd. M.: Vil'yams, 2003. 1104 c.
10. Verner M. Osnovy kodirovaniya. M.: Tekhnosfera, 2004. 288 s.
11. Tikhonov V.I. Statisticheskaya radiotekhnika. 2-e izd. M.: Radio i svyaz', 1982. 624 s.
12. Venttsel' E.S., Ovcharov L.A. Teoriya sluchainykh protsessov i ee inzhener-nye prilozheniya. 3-e izd. M.: Akademiya, 2003. 427 s.
13. Kudryashov B.D. Teoriya informatsii. SPb.: Piter, 2009. 320 s.
14. Tikhonov V.I., Kharisov V.N. Statisticheskii analiz i sintez radiotekhni-cheskikh ustroistv i sistem. 2-e izd. M.: Radio i svyaz', 2004. 608 s.
15. Seidzh E., Mels D. Teoriya otsenivaniya i ee primenenie v svyazi i uprav-lenii. M.: Svyaz', 1976. 496 s.
16. Bronshtein I.P., Semendyaev K.A. Spravochnik po matematike. M.: Nauka, 1981. 718 s.
17. Vapnik V.N. Vosstanovlenie zavisimostei po empiricheskim dannym. M.: Nauka, 1979. 447 s.
18. Takha Kh. Vvedenie v issledovanie operatsii. Kn. 1. M.: Mir, 1985. 479 s.
19. Van Tris G. Teoriya obnaruzheniya, otsenok i modulyatsii. T. 1. M.: Sovet-skoe radio, 1972. 744 s.
20. Yaglom A.M., Yaglom I.M. Veroyatnost' i informatsiya. Izd. 5-e. M.: Kom-Kniga, 2007. 512 s.
