автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Кодек с исправлением ошибок для комплексов телемеханики, повышающий достоверность передачи информационных пакетов нерегулярной длины

На правах рукописи

КУЛЬПИН АНДРЕЙ СЕРГЕЕВИЧ

КОДЕК С ИСПРАВЛЕНИЕМ ОШИБОК ДЛЯ КОМПЛЕКСОВ ТЕЛЕМЕХАНИКИ, ПОВЫШАЮЩИЙ ДОСТОВЕРНОСТЬ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПАКЕТОВ НЕРЕГУЛЯРНОЙ ДЛИНЫ

05.12.13 — Системы, сети и устройства телекоммуникаций

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Владимир 2006

Работа выполнена в ФГУП «ФНПЦ Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Самойлов Александр Георгиевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Орлов Игорь Яковлевич

кандидат технических наук, доцент Егоров Валерий Александрович

Ведущая организация:

ОАО «Владимирское конструкторское бюро "Радиосвязи"»

Защита диссертации состоится «у^Г 2006 г. в 14 часов на заседании

диссертационного совета Д 212.025.04 при Владимирском государственном университете по адресу: 600000, Владимир, ул. Горького, 87

Автореферат разослан

года.

Отзывы, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 600000, Владимир, ул. Горького, 87, ВлГУ, ФРЭМТ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Владимирского государственного университета

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

А.Г. Самойлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Дня систем телеуправления и контроля газо- и нефтепроводами, часто работающих в непосредственной близости от таких источников помех, как мощные энергетические установки различного назначения, задача обеспечения высокой достоверности передачи информации является особенно актуальной. В этом случае комплексы телеуправления, имеющие в своём составе каналы связи общей протяженностью в несколько тысяч километров, подвержены интенсивному влиянию помех различного происхождения, что приводит к росту погрешностей при передаче информации и является одной из причин возможных ошибок в управлении. В свою очередь ошибки управления становятся причинами возникновения чрезвычайных ситуаций.

Среди различных методов обеспечения высокой достоверности передачи информации положительно выделяются методы, основанные на использовании кодирования передаваемых сигналов кодами с исправлением ошибок. В случае их применения высокая достоверность передачи информации обеспечивается малозатратным способом и, что также важно с экономических позиций, имеется возможность легкой модернизации уже существующих комплексов телеуправления введением в их состав устройств кодирования информации на передающей и устройств декодирования на приёмной сторонах каналов телеуправления.

Применение кодирования управляющей информации дополнительно решает и вопросы обеспечения безопасности её передачи, затрудняя несанкционированный доступ к управлению комплексами, что повышает их защищенность и эффективность.

Известные работы в области теории передачи цифровой информации Шеннона К., Финка Л.М., Петровича Н.Т., Скляра Б., Варакина Л.Е., Борисова В.И., Феера К., Тузова Г.И., Зинчука В.М., Р. Хемминга, Е. Берлекемпа, Кловского Д.Д. и многих других показали высокую эффективность применения кодов, корректирующих ошибки и их практическую полезность.

Цель исследования - разработка кодека с исправлением ошибок для повышения достоверности передачи нерегулярных по длине цифровых сообщений по каналам связи комплексов телеуправления газо - и нефтепроводами и исследование его эффективности.

Поставленная цель достигается решением следующих задач:

1. Анализом методов помехоустойчивого кодирования и выбором вида кодирования и параметров кода, исправляющего ошибки.

2. Синтезом алгоритмов преобразования информационных потоков в кодере и декодере.

3. Обоснованием структуры кодека, исправляющего ошибки.

4. Теоретическим и экспериментальным исследованием вероятности ошибки на выходе кодека.

Методы исследования. В работе использованы положения теории информации и теории кодирования сигналов, методы теории вероятностей и математической статистики, аппарат математического анализа и методы теории эксперимента.

Научная новизна работы состоит в следующем:

• Предложен метод адаптивного кодирования для повышения достоверности передачи нерегулярных по длине информационных посылок по цифровым каналам телеуправления.

• Получены аналитические выражения и исследована вероятность ошибок при применении разработанного кодека в каналах связи с переменными по длине сообщениями.

• Предложены новые алгоритмы преобразования и кодирования цифровых информационных потоков нерегулярной длины.

Практическая значимость результатов диссертации заключается в следующем:

1. Разработанный кодек с исправлением ошибок обеспечивает исправление до 10 ошибочно принимаемых байт при нерегулярной длине информационных пакетов от 3 до 235 байт.

2. Применение разработанного кодека Рида-Соломона в комплексах телемеханики снижает вероятность ошибки от величины 10"3 до 10"8 и лучше.

3. Разработанный кодек позволяет применять его в комплексах телемеханики УНК ТМ без изменения программного обеспечения и аппаратуры связи, применяемых в комплексах,

4. Предложенный кодек может широко использоваться в различных системах телеуправления и передачи цифровой информации.

На защиту выносится:

• Алгоритмы преобразования и кодирования цифровых информационных потоков нерегулярной длины.

• Структурная схема кодека Рида — Соломона для систем телеуправления и контроля с последовательным опросом.

• Аналитические выражения для оценки вероятности ошибок на выходе кодека.

• Характеристики разработанного кодека, полученные теоретически и подтвержденные экспериментально при испытаниях кодека на измерительном стенде.

Личный вклад автора в получение результатов исследования состоит в следующем:

- разработаны алгоритмы преобразования и кодирования цифровых информационных потоков нерегулярной длины;

- обоснована структура кодека для комплексов телеуправления и контроля нефте- и газопроводами и принято активное участие в его реализации;

- получены теоретические оценки вероятности ошибок на выходе декодера системы телеуправления с кодеком Рида-Соломона;

- проведены экспериментальные исследования и на их основании оценена достоверность передачи телеметрической информации.

Публикации и апробация диссертационной работы По материалам работы опубликовано 3 статьи и 10 тезисов докладов. Доклады сделаны на научно-технических конференциях:

- Региональном научно-техническом форуме "Будущее технической науки Нижегородского региона", г. Нижний Новгород, 2004 г.;

- 60-ой научной сессии, посвященной Дню Радио, г. Москва, 2005 г.;

- 6-ой Международной научно-технической конференции "Перспективные технологии в средствах передачи информации", Владимир, 2005 г.; -Всероссийской конференции «Молодые ученые России», МИЭМ, г. Москва, 2005 г.;

-Международной научно-технической конференции «Interraatic — 2005», г. Москва, 2005 г.;

- Всероссийской научно-технической конференции «Обработка сигналов в системах связи и вещания», г. Нижний Новгород, 2006 г.

Внедрение результатов работы. Основные результаты работы получены автором при выполнении хоздоговорных работ. Разработанный кодек внедрен на предприятии ФГУП "ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е.Седакова", г. Нижний Новгород и нашел практическое применение в комплексах телеуправления и контроля типа УНК ТМ, применяемых на газотранспортных предприятиях ОАО "Газпром". Результаты диссертационной работы внедрены также в учебный процесс во Владимирском государственном университете по курсу «Методы и устройства формирования сигналов». Соответствующие акты приведены в приложении к работе.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений. Объем диссертации составляет 139 страниц, в том числе 115 стр. основного текста, 9 стр. списка литературы, 15 стр. приложения. Список литературы содержит 86 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность и практическая значимость темы исследования, сформулированы цель и задачи работы, определены научная новизна и практическая значимость результатов, изложены положения, выносимые на защиту, приведены сведения об апробации работы, публикациях автора по теме исследования и о его личном вкладе в работу. В первой главе проведен анализ работы комплексов телеуправления и контроля нефте- и газопроводами и показано [1-5], что в ряде случаев достоверность передачи информации по каналам телеуправления низкая. Это приводит к необходимости повторов в передаче информации и затягивает время принятия решений по управлению пожаро- и взрывоопасным трубопроводным транспортом. На основании рассмотрения возможных методов повышения

помехозащищенности комплексов телеуправления и контроля нефте- и газопроводами предложено применить кодеки, исправляющие ошибки.

Целью диссертационной работы стала разработка кодека с исправлением ошибок для повышения достоверности передачи нерегулярных по длительности цифровых потоков по каналам телеуправления нефте- и газопроводами и исследование эффективности от его применения.

Для достижения цели намечено решить следующие задачи:

Проанализировать методы помехоустойчивого кодирования и выбрать для комплексов КТК вид кодирования и параметры кода, исправляющего ошибки.

Синтезировать алгоритмы преобразования информационных потоков в кодере и декодере и алгоритмы управления процессором.

Разработать и обосновать структуру кодека, исправляющего ошибки, применительно к типовому комплексу телеуправления и контроля нефте- и газопроводами.

Теоретически и экспериментально исследовать вероятность ошибки на выходе кодека и оценить выигрыш от применения корректирующих кодов с коррекцией ошибок в КТК нефте и газопроводами.

Для выполнения задачи исследования был выбран блочный циклический код Рида-Соломона, успешно справляющийся как с одиночными, так и с групповыми ошибками при пакетном методе передачи информации. Поскольку циклические коды наиболее просто реализуются на практике, то кодеры и декодеры Рида-Соломона широко представлены в серийной продукции известных фирм-производителей специализированных микропроцессоров, что явилось дополнительным основанием для выбора вида кода с исправлением ошибок.

Во второй главе рассмотрены основные свойства циклических кодов Рида-Соломона. Сигналы в комплексах управления и контроля нефте- и газопроводами передаются в блочном формате в виде информационных слов. Для процессоров, кодирующих и декодирующих информационные сообщения побайтно, для случая использования в КТК частотной манипуляции, получено выражение для вероятности битовой ошибки при применении кодека Рида-Соломона на выходе детектора в виде

2

где р - вероятность ошибки на входе детектора частотно-манипулированного

сигнала; п — длина кодового слова в байтах; к — количество байт информационного сообщения в кодовом слове; п-к - количество байт избыточности в кодовом слове; /-1 — число исправляемых в кодовом слове ошибочных байт.

Так как в системах телеуправления нефте- и газопроводов используются информационные сообщения различной длины (например, для комплексов типа УНК ТМ от 3 до 235 байт, с преобладанием коротких посланий),

то требуется построить адаптивный к длительности информационного сообщения кодек.

Применяя одинаковую по величине избыточность для различных по длине сообщений, можно резко увеличить время передачи коротких сообщений, что в целом увеличит время опроса с пункта управления (ПУ) всех контролируемых пунктов (КП), расположенных вдоль трубопровода. Такой вариант применения кодека нежелателен, поэтому было предложено различные по длине сообщения сгруппировать, и для каждой из групп в кодовое слово вводить свою по величине избыточность, как показано в таблице.

Таблица 1.

Информационное 2-3 4- 16- 32- 48- 64- 80- 128

сообщение к, байт 15 31 47 63 79 127 235

Номер интервала 0 1 2 3 4 5 6 7

Количество байт

проверочного 2 4 6 8 10 12 16 20

субблока п-к, байт

Длина

закодированного 4-5 8- 22- 40- 58- 76- 97- 148

сообщения п, байт 19 37 55 73 92 143 255

Кодовая скорость, А/и 0,5- 0,5- 0,7- 0,8- 0,8- 0,8 0,840, 0,8

0,6 0,8 0,8 0,8 0,8 40, 89 60,

5 6 87 92

Для кодера был предложен следующий алгоритм работы:

1. Информационное сообщение поступает в устройство определения длины сообщения к и параллельно в преобразователь, где преобразуется в параллельный восьмибитовый код (в байты);

2. Поток информационных байтов записывается в устройство памяти;

3. Устройство определения длины сообщения вырабатывает команду для запуска адаптивного инициализатора процессора;

4. Адаптивный инициализатор на основании информации о величине к и данных табл.1 рассчитывает требуемую длину блока сообщения и;

5. Для найденных к и п рассчитываются требуемые для инициализации процессора сигналы и подаются на процессор;

6. После окончания инициализации процессора из памяти извлекается сообщение размером в к байт и подается на процессор;

7. Процессор кодирует информационное сообщение, добавляя к к байтам дополнительные проверочные п-к байт и формируя, таким образом, информационное сообщение длиной п байт;

8. Закодированное сообщение преобразуется в последовательный поток бит, который и подается на модулятор передатчика информации.

Необходимо отметить, что скорость работы процессора более чем на три порядка превышает скорость передачи телеметрической информации, поэтому задержка сигнала происходит в основном на величину кодового слова

при определении его длины, а значительной задержки из-за процедуры инициализации не происходит.

Алгоритм работы декодера очень похож на алгоритм работы кодера Рида-Соломона. Считается длительность п поступившего на вход приемного устройства сообщения. После этого оно относится к конкретному интервалу и в соответствии с данными табл.1 становится известна величина введенной избыточности п-к. Информация о величинах п и п-к является достаточной для инициализации процессора декодера.

Аналогично кодеру сообщение перед подачей в процессор декодера должно аккумулироваться в памяти на время, необходимое для выполнения вычислений и инициализации процессора. Так как процессор, осуществляющий кодирование и декодирование цифровой информации работает в параллельном коде, то сообщение на входе преобразуется в восьмибитный код, а после декодирования преобразуется снова в последовательный код.

В соответствии с выражением (1) были рассчитаны теоретические характеристики кодека Рида-Соломона. Для этого разработан пакет программ, позволяющий определять зависимость битовой ошибки на выходе декодера ВЕЯ от величины кодовой скорости к/п, от вероятности ошибок в канале передачи информации Рош, от длины информационного слова к и других параметров.

Примеры выполненных расчетов приведены на рис.1 — рис. 2.

Рис. 1. Эффективность кодека при кодовой скорости А/и=0,5

Из расчетов следует, что при вероятности ошибок в канале передачи информации = 1 о~3 кодек с исправлением ошибок по Риду-Соломону позволит

снизить эту величину до значения 10"8, а при рт> = ю-4 до Ю"10.

В работе были проанализированы случаи, когда кодек не выполняет исправление ошибок. Возможны два вида таких случаев:

ошибочных байтов в кодовом слове больше чем (п-к)/2;

появление комбинации символов, соответствующих другому переданному исходному сообщению, из-за повреждения поверочных байтов и последующего исправления кодеком кодового слова.

1оасвсп>

Рис. 2. Зависимость ВЕЯ от кодовой скорости при р = ю 3 в канале передачи информации

Ошибки первого типа при выборе достаточно больших п редки, так как исправляющая способность кодеров Рида-Соломона велика [6-13]. Если такая ошибка произойдет, то комплекс УНК ТМ, имеющий встроенную систему обнаружения ошибок, обнаружит ошибку после детектирования и выдаст квитанцию на повтор информационного сообщения.

Для оценки вероятности ошибок второго типа были разработаны два приближенных метода. Один из них основанный на графической интерпретации процесса передачи информации и кодирования, рассмотренного в работе [10] привел к выражению

Рош= 2-4(п~к) Р1(1-РЬГ'' <2>

г=[(п-к)/2]+Х

где Рь - вероятность приема ошибочного бита (битовой ошибки).

Второй предложенный метод оценки [7], основанный на подсчете вариантов изменения информационной части кодового слова после декодирования, определил эту вероятность как

(п-к)/2 ,

Рош

7=1

(п-]-\)!

(3)

2Щп-к)

Оба варианта оценки ошибочного декодирования принятой последовательности приводят к численным значениям вероятности таких ошибок порядка 10"16 и ниже. Поэтому ошибки такого рода мало вероятны и также будут обнаруживаться после детектирования в комплексах УНК ТМ и исправляться повторной передачей информационного слова. Из-за их низкой вероятности время обслуживания диспетчерским ПУ всех КП практически не увеличится.

В этой же главе кратко рассмотрены вопросы защиты каналов телеуправления от несанкционированного доступа. Применение кодирования по Риду-Соломону затрудняет несанкционированный доступ, но недостаточно эффективно, так как данные открытого информационного текста присутствуют в канале передачи с общим доступом.

Предложено применять криптографическую защиту передаваемой информации, с ключом шифрования, переставляющим разряды информационных сигналов по псевдослучайному закону из множества, каждый член которого адаптивен к длительности информационного потока. Поскольку проблема защиты информации является самостоятельной, то в диссертационном исследовании она глубоко не рассматривалась.

В третьей главе рассмотрены вопросы синтеза кодека. В качестве микропроцессора кодирования и декодирования выбран процессор типа АНА-4011с, допускающий неограниченно многократную инициализацию и работающий со скоростью обработки до 10 Мбайт/с при тактовых частотах до 40 МГц.

Для разработанного алгоритма, предложена структурная схема кодера, приведенная на рис. 3. Так как блоки информации поступающей с контролируемого пункта имеют разную длину, то кодер КП содержит память типа FIFO (First Input First Output) и блок управления памятью (БУП). Микропроцессоры AHA работают с байтовыми комбинациями сигнала, поступающими в параллельном коде, поэтому потребуются устройства преобразования последовательного цифрового потока в параллельный и обратно.

Устройство кодирования работает следующим образом. Информационный поток, из ПЭВМ поступает на контроллер, который преобразует асинхронный последовательный информационный поток в параллельный. Преобразованный информационный поток с контроллера RS-232 записывается в блок FIFO. При отсутствии на выходе контролера очередного байта в течении некоторого времени принимается решение об окончании блока. Затем определяется длина блока информации и в соответствии с этим производится программирование м икропроцессора.

Далее, через Z-буфер, информационный поток подается на устройство кодирования, реализуемый на процессоре АНА4011с, позволяющем сменой сигналов инициализации менять основные параметры (и, к) кодируемого информационного блока.

Наличие г-буфера с тремя состояниями в предлагаемых схемах обусловлено спецификой процессора АНА4011с, который нуждается в программировании при каждом новом запуске кодека. Закодированный информационный поток с

выхода процессора через контроллер, преобразующий его в протокол 115-232, поступает в модем. Блок управления (БУ) обеспечивает программирование процессора и управление им и контроллерами ЯБ-232.

Структурная схема декодера на контрольном пункте идентична кодеру пункта управления, поскольку операции кодирования и декодирования для кода Рида-Соломона практически идентичны. Различия между кодером пункта управления и декодером контрольных пунктов заключаются только в структуре управляющих сигналов БУ.

Рассмотрены вопросы пакетирования информации для случая необходимости работы с информационными последовательностями протяженностью более 235 байт. Дня этого разработаны свои структурные схемы кодера и декодера и предложен кольцевой метод пакетирования информации и реализующие его схемы [11,12].

Адаптивный инициализатор микропроцессора построен на программируемой логике (ПЛИС) и алгоритм его работы заключается в определении и последовательной подаче на вход АНА-4011с конкретных для данной длины сообщения шести байт. В первом байте содержится специализированный код, который связан с длиной блока и вычисляется по программе. Второй и третий байты содержат информацию о длине п-к проверочного субблока. Четвертый байт содержит информацию о длине к информационной части. Пятый байт содержит информацию об общей длине п блока, шестой байт — контрольный — он содержит двоичную константу, равную 00001100.

Запуск процессора для выработки инициализирующего набора байт осуществляется внешним сигналом, включающим блок управления (БУ). В это время на параллельные входы инициализатора поступает двоичное число к информационной части, которое запоминается в регистре Р1 и сравнивается с выбранными границами групп, заданными БУ, согласно табл.1. При попадании в определенную группу определяется соответствующая ей длина 2Х=п-к проверочного субблока и запоминается в регистре Р2. Структура адаптивного инициализатора приведена на рис. 4.

Зпуа

ЛИ >"

Ж

Отудснипи

с

000011оо_Х

Оусцс« кода

суббжи

Рис. 4. Структурная схема адаптивного инициализатора (Р1-Р6-регистры

Выбранная величина 2\ складывается в двоичном сумматоре (С) с величиной к, определяя общую длину блока п, которая фиксируется в регистре РЗ, а параллельно в регистре Р6 запоминается величина к. В регистр Р4 занесена константа 00001100. Запускается алгоритм аппаратного вычисления содержания проверочного субблока. После его завершения вычисленный код запоминается в регистре Р5. Когда содержание всех байт сформировано, через коммутатор (К) осуществляется их последовательное подключение к выводам процессора.

Процедура формирования последовательности инициализирующих байт контролируется БУ, который представляет собой два сдвиговых регистра. При включении в младший разряд сдвиговых регистров заносится единица, в остальные разряды — нули. Первый такт включает запись в первый регистр, второй и третий такты активизируют процесс суммирования чисел к и 21, четвертый, пятый и шестой такты активизируют процесс вычисления кода. Когда содержание всех инициирующих байт сформировано, управление передается второму регистру, организующему интерфейс выхода. Кроме инициализирующих байт для процессора вырабатывается два управляющих сигнала — ОБШ (запускающий процесс считывания байта входной информации) и ЯБТЫ (команда начала инициализации).

Определение длины субблока Ъ. производится схемой, структура которой приведена на рис. 5. Первый логический блок относит поступающее на его вход число к к одной из групп (согласно табл.1), вырабатывая номер этой группы (0. Второй логический блок на основе этого номера 1 вырабатывает двоичный адрес + Л7 области памяти, где хранится число 2^ проверочных байтов,

соответствующее этой группе. Согласно этому адресу коммутатор подает на вход выбранное число И.

Пусть та из вспомогательных двоичных переменных у0 у7 принимает

значение логической единицы, чей номер соответствует номеру выбранной группы. Тогда для их определения необходимо вычисление следующих логических функций

у0 = х7Ух6Ух5Ух4 -х2Ух3;

У\ - х7Ух6Ух5Ух4 • х2*зУ2 = х7Ух6Ух5Ух4; (4) у3=х7Ух6Ух5Ух4; у4 = х7Ух6Ух5Ух4; (5) у5 = х 7Ух6Ух5Ух4; Уб = х7Ух6Ух5Ух4; у7 = х 7, (6)

где Хо -т- х7 - двоичные разряды числа к; х1 Vх2 — знак логического ИЛИ; х1-х2 ~

знак логического И; ЗС| - знак инверсии переменной.

В соответствии с этим разряды кодов адреса вырабатываются по следующим формулам:

Л = У\УУЪУУЪУУ1> А\ = УгУУъ^У^Уп: А2 =У4УУ5УУб1/Уу

байта инициализации предложено вырабатывать схемой,

(7)

Код первого показанной на рис. 6.

Для предложенной структурной схемы кодека разработана методика управления процессором кодека. Так как все устройства кодека, обслуживающие микропроцессор АНА4011с реализуются на ПЛИС, то разработан алгоритм работы ПЛИС и реализующая его структурная схема, показанная на рис. 7.

На вход ПЛИС приходит сигнал по стандарту RS-232. Приемник сигналов RS-232 принимает последовательные данные, преобразует их в параллельные, и записывает в буфер FIFO. Наряду с приемом данных определитель длины блока (ОДБ) подсчитывает количество информационных байт в блоке.

Определение номера групгы i Вьпислсннс адрсса

-✓

Память 2t0 -Н 2t7 -к Е

-V

5

Рис. 5. Адаптивный измеритель необходимого объема избыточности

Рис.6. Вычислитель значения первого инициализирующего процессор байта (Kl, К2 - коммутаторы) После окончания блока запускается адаптивный инициализатор (АИ), который программирует микросхему АНА-4011с. Байты инициализации, вырабатываемые адаптивным инициализатором, зависят от длины блока, определенной в ОДБ. После инициализации блок записи (БЗ) производит запись данных из FIFO в процессор.

Затем после кодирования (декодирования) данных блок считывания (БС) считывает данные из кодека AHA и направляет их в передатчик RS-232.

Передатчик обрабатывает каждый байт данных в стандарт 118-232 и выдает запрос на обработку следующего информационного байта.

После передачи всех данных производится сброс всех счетчиков и регистров, используемых в ПЛИС. Работа кодера и декодера незначительно различается алгоритмами работы блоков АИ, БЗ, БС, входящих в состав ПЛИС.

наАНА

Рис. 7. Структурная схема алгоритма программирования ПЛИС

В этой же главе рассмотрена эффективность применения предлагаемого кодека. В качестве критерия эффективности выбрана величина времени, необходимого для передачи от ПУ (КП) к КП (ПУ) достоверного сообщения в условиях воздействия на канал связи помех.

Время, расходуемое на передачу достоверного сообщения комплексом без кодека исправляющего ошибки, определяется выражением

где: 11 — время сигнала запроса от ПУ к КП с номером /; — время сообщения от б КП к ПУ при наличии ошибок в передаваемом блоке; 13 — время принятия решения о необходимости выдачи квитанции на повтор передачи сообщения принятого с ошибками; 14 — пауза для формирования повторного сигнала запроса, используемая также для принятия решения о переходе ПУ к управлению КП с номером /+1 в случае приема информационного блока от / - го КП без ошибок; т = 1 5 - число разрешенных в комплексе повторов до перехода к обслуживанию следующего КП.

Время, необходимое комплексу с установленным кодеком Рида-Соломона, исправляющим ошибки, определится выражением

Т\ КОДЕК = 2/, +Ъ2 +/3 +4+/7, где: Хп, - время, занимаемое байтами избыточности при дополнительном кодировании информационного сообщения и сигнала запроса кодеком.

Величина выигрыша по сравнению с базовой системой УНК ТМ не имеющей кодека с исправлением ошибок и требующей как минимум однократного повтора при наличии ошибки в приеме определяется выражением

Э = Тх-Т1КОДЕК = (т-2)(11+12) + г (Ю

На рис. 8 а) приведены эпюры затрат времени комплексом УНК ТМ без кодека, исправляющего ошибки, при однократном повторе сообщения, а на рис 8 б) комплексом с таким кодеком не требующем повтора сообщения

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований разработанного и изготовленного кодека Рида-Соломона, адаптивно перестраиваемого с учетом длины передаваемых информационных слов. Для модельного эксперимента разработан инструментарий, который встроен в ПЛИС и позволяет проводить регламентные проверки работоспособности кодека. Для этого в ПЛИС зашивается программа, алгоритм которой предложен в следующем виде: При проверке формируется последовательность групп с различным количеством байт.

Каждый байт содержит один и тот же код, который вводится в ПЛИС до начала проверки.

Код состоит из восьми бш-, нулевые или единичные значения которых выбираются в любых сочетаниях заранее.

На основе протокола обмена Я8-232 к байту добавляются старт-бит и стоп-бит, а также предусматривается защитный интервал между байтами размером от 1 до 6 тактовых интервалов.

Далее программа формирует поток из N одинаковых последовательно передаваемых байт со старт/стоп битами и защитными интервалами, формирующий соответствующую группу.

При анализе работоспособности устройства особенное значение имеет проверка его способности адаптироваться к изменению параметров потока. Для этого используем переменное число байт в группе и сформируем таким образом комплекс из групп переменной длины.

Каждая группа в комплексе отделяется от соседней группы определенным интервалом из К тактов. Количество тактов К устанавливается до начала проверки и может быть различным.

Длина блока от одной группы к другой возрастает по линейному закону,

увеличиваясь от No до N,^ байт. С целью перебора всех возможных значений,

количество байт в каждой последующей группе возрастает на единицу.

Параметры N0 и N,™* устанавливаются по желанию.

Запуск комплекса производится пусковым импульсом.

После выработки всех групп программа информирует о завершении работы.

Схема алгоритма программы представлена на рис. 9. Программа работает следующим образом. После передачи пускового импульса триггер RS1 переключается из режима ожидания в рабочий режим. Этот же пусковой импульс обнулит счетчики 1,2 и 4 и в счетчик 3 запишет число N0. В сдвиговый регистр при этом так же заносится код, моделирующий передаваемую информацию.

RS1 также открывает ключ, пропускающие тактовые импульсы в схему. В счетчике 1, начинается счет импульсов и одновременно в сдвиговом регистре осуществляется сдвиг содержимого его ячеек. В первой ячейке располагается значение старт-бита, далее 8 ячеек содержат код, имитирующий передаваемую информацию, в 10-й ячейке содержится значение стоп-бита, последующие ячейки заполнены нулями.

Пуск^ ^ CLK

у Ключ

Выход V

Счетчпк!

Сдвиговый регистр

"С

■Э 11Ш

СчетчпкЗ

I

Код

Компаратор!

3

СчетчнкЗ

ж

Ч

N.Jk

} rs:

— КоыпараторЗ

J

I

Компаратор:

HZ

^ Сщгшк4

ИЛИ ТК—Ж"

Рис. 11. Схема программы контроля работы кодека Выход сдвигового регистра подключен к выходу программы. Таким образом, на выход подается полностью сформированный байт, согласно протоколу 118-232. После одиннадцати тактов счетчик 1 сбрасывается в исходное состояние и одновременно в регистр вновь параллельно заводится код. При этом на долю защитного интервала отводится один такт. В случае, если в защитном интервале должно содержаться большее количество тактов, счетчик 1 должен сбрасываться, достигая числа \у=10+у, где V - требуемое количество защитных тактов. По завершению передачи байта счетчик 1 вырабатывает

импульс, поступающий на счетчик 2. То есть, после передачи байта число в счетчике 2 возрастает на единицу. Текущее содержимое счетчика 2 сравнивается в компараторе 1 с содержимым счетчика 3.

Счетчик 3 в каждый момент времени содержит информацию о необходимом количестве байт, которое должна содержать текущая группа. Когда содержимое счетчиков 2 и 3 станет одинаковым, компаратор 1 вырабатывает сигнал, свидетельствующий о том, что передача данной группы завершена. После этого счетчик 2 обнуляется, а содержимое счетчика 3 увеличивается на единицу. В результате этого, длительность следующей группы будет увеличена также на один байт. Таким образом, длительность вырабатываемых групп байтов будет линейно возрастать от начального значения N0 до Nmax.

После выработки очередной группы, сигналом компаратора 1 переключается триггер RS2 из состояния «группы» в состояние «интервал». При этом выработка групп приостанавливается и одновременно начинается счет тактовых импульсов в счетчике 4, а его текущее содержимое в компараторе 2 сравнивается с числом К. Когда счетчик 4 досчитает значения К, компаратор 2 вновь переведет триггер RS2 в состояние «группы», одновременно обнуляя счетчик 4. Триггер RS2 вновь запускает работу счетчика 1 и сдвигающего регистра и начинается процесс формирования следующей группы.

Параллельно всем описываемым процессам постоянно производится сравнение содержимого счетчика 3 с числом N^ в компараторе 3. Если они станут одинаковыми, это означает, что выработана последняя группа максимальной длины. Компаратор 3 при этом вырабатывает сигнал, переключающий триггер RS1 из режима работы в режим ожидания. Это является указанием на завершение выработки всего комплекса байт и готовности программы к повторению всего процесса проверки.

В программу может включаться и самостоятельный фрагмент контроля, содержащий компаратор и счетчик. На один вход компаратора подается тот же код, что используется при формировании байтов. На другой вход компаратора подается в параллельном коде байт, прошедший кодек. Количество несовпадений считается счетчиком и указывает на общее количество сбоев при работе кодека свидетельствуя о его эффективности.

Для проверки работоспособности алгоритма управления процессором проведены модельные эксперименты с помощью программы ModelSim. Поэтапно проверялись все шаги алгоритма работы кодера и декодера Рида-Соломона. Проведенные модельные эксперименты подтвердили работоспособность алгоритма управления кодером и позволили оптимизировать программу, зашиваемую в микросхему ПЛИС, сократив используемое число ячеек программирования.

Для практического подтверждения архитектуры кодека и верности теоретических выкладок кодек Рида-Соломона был реализован и испытан при передаче сигналов со случайно изменяющейся длительностью. Результаты испытаний подтвердили способность кодека исправлять число ошибок вплоть до величины (п-к)/2 и уменьшать вероятность ошибки в каналах телеуправления

нефте- и газопроводами при нерегулярной длине сообщений с величины 10"3 до 10~8 и с вероятности 10"4 до Ю'10.

В заключении сформулированы основные результаты работы. В приложении приведены разработанные программы и акты внедрения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Предложена методика управления микропроцессором для кодирования и декодирования информационных сообщений нерегулярной длины.

2. Разработаны и реализованы в ПЛИС алгоритмы управления микропроцессором для кодирования цифровых потоков комплексов телемеханики и контроля нерегулярной длины.

3. Получены аналитические выражения для оценки вероятности появления ошибок при применении кодека Рида-Соломона в комплексах телемеханики типа УНК ТМ.

4. Разработан и испытан кодек, исправляющий до 10 ошибочных байт при нерегулярной длительности информационных пакетов от 3 до 235 байт, снижающий вероятность ошибочного приема с величины 10"3 до 10"8 и с величины Ю^до Ю"10.

5. Разработано программное обеспечение и встроенный в ПЛИС инструментарий для регламентных проверок работоспособности кодека с исправлением ошибок.

6. Проведены модельные и натурные испытания кодека, подтвердившие правильность теоретических выкладок.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Бухвалов И.Р., Ермолаев С.И., Кульпин A.C., Кульпин С.И. Опыт разработки и эксплуатации программного обеспечения комплекса линейной телемеханики УНК ТМ для магистральных газопроводов // Материалы Регионального научно-технического форума "Будущее технической науки Нижегородского региона", г. Н. Новгород, 14 мая 2002. — С. 86.

2. Бухвалов И.Р., Ермолаев С.И., Кульпин A.C., Кульпин С.И. Разработка программного обеспечения системы контроля утечек для магистральных газопроводов // Материалы Регионального научно-технического форума "Будущее технической науки Нижегородского региона", г. Н. Новгород, 16 мая

. 2003.-С. 11.

3. Жаров С.А, Костюков В.Е., Кульпин A.C., Коротышев A.B., Лотов В.Н., Сучков

О.В. Применение унифицированного комплекса телемеханики УНК ТМ в газовой отрасли и энергетике // Электро - Info, №2,2005. - С.54.

4. Бухвалов И.Р., Коротышев A.B., Костюков В.Е., Кульпин A.C., Сучков О.В.

Унифицированный комплекс телемеханики УНК ТМ // Территория Нефтегаз, июнь, 2004. - С. 38 - 39.

5. Альшахван В., Кульпин A.C., Никонов В.И., Самойлов С.А. Имитатор многолучевого радиоканала // Материалы международной научно-практической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения», Intermatic - 2005, ч.2, Москва, 2005. - С.156-158.

6. Кульпин A.C., Самойлов А.Г., Самойлов С.А. Реализационные основы кодека с

исправлением ошибок по методу Рида-Соломона И Труды РНТО РЭС им. A.C. Попова 60-я научная сессия, посвященная Дню Радио. Выпуск LX-2. Москва, 2005.-С. 198-200.

7. Кульпин A.C., Самойлов С.А., Полушин П.А. Анализ вероятности одного из

видов ошибок при цифровой связи // Материалы международной научно-практической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения», Intermatic - 2005, ч.2, Москва, 2005. - С.67-69.

8. Кульпин A.C. Эффективность кодека Рида - Соломона // Материалы VI

международной научно-технической конференции «Перспективные технологии в средствах передачи информации». — Владимир: РОСТ, 2005. — С. 207-209.

9. Кульпин A.C., Самойлов С.А. Кодек с исправлением ошибок для комплексов

телеуправления нефте- и газопроводами // Материалы Междунаролной научно-технической школы-конференции «Молодые ученые — науке, технологиям и профессиональному образованию в электронике». — М.: МИРЭА, 2005, ч.2. — С. 85 - 87.

10. Кульпин A.C., Полушин П.А., Самойлов А.Г., Самойлов С.А. Адаптивный кодер для систем телеуправления магистральными газопроводами // Проектирование и технология электронных средств, № 4,2005. - С. 59-63.

11. Кульпин A.C. Пакетирование информации в кодеках для исправления ошибок комплексов телеуправления // Материалы Международной научно-технической конференции«Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения», Intermatic - 2005, ч.1, Москва, 2005. — С.73-75.

12. A. Samoilov, А. Kulpin, D. Zelenov Synchronization For Communication System With Slow Frequency Hopping Spread Spectrum // VI International science conference «Perspective Technology in The Mass Media». - Vladimir: ROST, 2005. -pp. 34-35.

13. Кульпин A.C., Самойлов А.Г., Самойлов С.А. Исследование вероятности битовой ошибки на выходе кодека системы передачи телеметрической информации // Всероссийская научно-техническая конференция «Обработка сигналов в системах наземной связи и оповещения». — Н. Новгород, 2006. — С.123-125.

КУЛЬПИН Андрей Сергеевич

Кодек с исправлением ошибок для комплексов телемеханики, повышающий достоверность передачи информационных пакетов нерегулярной длины

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 15.05.06. Формат 60x84x16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №

Отдел технической документации ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова»

Введение.

Глава 1. Анализ задачи исследования. у 1.1. Комплексы телеуправления и контроля (КТК) нефте и газопроводами.

1.2. Достоверность передачи информационных потоков по каналам телеуправления. Постановка задачи исследования.

1.3. Выбор вида помехоустойчивого кодирования сигналов комплекса телеуправления.

Выводы.

Глава 2. Разработка пути повышения достоверности передачи информации по каналам телеуправления и исследование его эффективности.

2.1. Свойства циклических кодов Рида-Соломона.

2.2. Разработка алгоритмов кодирования цифровых информационных блоков нерегулярной длины.

2.3. Исследование вероятности битовой ошибки на выходе разрабатываемого кодека.

Ф 2.4. Анализ вероятности возможных ошибок декодирования сигналов телеуправления и контроля.

2.5. К вопросу защиты каналов телеуправления и контроля нефте и газопроводов от несанкционированного доступа.

Выводы.

Глава 3. Реализационные основы кодека с исправлением ошибок по методу Рида-Соломона.

3.1. Синтез алгоритмов работы кодека и разработка структуры устщ ройства.

3.2. Пакетирование информации в кодеках исправления ошибок в

У' комплексах телеуправления.

3.3. Разработка алгоритма инициализации кодека.

3.4. Методика управления процессорами кодека.

3.5. Пути реализации кодека.

3.6. Эффективность комплекса телеуправления УМК - ТМ, оснащенного исправляющим ошибки кодеком Рида - Соломона.

Выводы.

Глава 4. Экспериментальные исследования кодека.

4.1. Встроенный инструментарий для проверки оперативной готовности кодека.

4.2. Модельное исследование предложенного алгоритма управления кодером Рида-Соломона.

4.3. Экспериментальные исследования достоверности передачи информации по каналам телеуправления.

Выводы.

Многолучевое распространение, затухание сигнала, нелинейность тракта передатчика, атмосферные, импульсные, заграждающие, селективно-частотные помехи, проходящие как по основным, так и по зеркальным и интермодуляционным каналам, а также другие причины приводят к возникновению одиночных и пакетных ошибок при передаче информации по каналам связи. Особенно сложная ситуация наблюдается в радиоканалах, так как с ростом числа радиосредств ухудшается их электромагнитная совместимость (ЭМС) и растет потеря информации. Поэтому одной из важнейших проблем современной радиотехники является обеспечение высокой достоверности передачи информации по каналам связи.

Объектами контроля и управления систем телеуправления нефте-и газопроводами являются различные устройства трубопроводного транспорта, крановые узлы, приборы измерения расхода газа, котельные и иные объекты. Поскольку цена ошибки связана с безопасностью людей и чрезвычайно высока, задача увеличения достоверности передачи информации в комплексах телеуправления и контроля (КТК) является наиболее важной и значимой.

Электромагнитная обстановка в радиоканалах всех частотных диапазонов непрерывно усложняется и системам связи приходится работать в условиях воздействия внешних помех различного рода. Помехи и замирания сигналов в радиоканалах приводят к возникновению одиночных и пакетных ошибок. Так как достоверность передачи информации в явной форме влияет на качество работы многих сложных систем, то обеспечение высокой достоверности передачи информации по каналам радиосвязи является актуальной задачей.

Для систем контроля и телеуправления газо- и нефтепроводами, часто работающих в непосредственной близости от таких источников помех, как мощные энергетические установки различного назначения, задача обеспечения высокой достоверности передачи информации является особенно актуальной. В этом случае комплексы телеуправления, имеющие в своём составе каналы связи протяженностью в несколько тысяч километров, подвержены интенсивному влиянию помех различного происхождения, что приводит к росту погрешности при передаче информации и является одной из причин возможных ошибок в управлении. В свою очередь ошибки управления становятся причинами возникновения чрезвычайных ситуаций.

Среди различных методов обеспечения высокой достоверности передачи информации положительно выделяются методы, основанные на использовании кодирования передаваемых сигналов кодами с исправлением ошибок. В случае их применения высокая достоверность передачи информации обеспечивается малозатратным способом и, что также важно с экономических позиций, имеется возможность легкой модернизации уже существующих комплексов телеуправления введением в их состав устройств кодирования информации на передающей и устройств декодирования на приёмной сторонах каналов телеуправления.

Применение кодирования управляющей информации дополнительно решает вопросы обеспечения безопасности её передачи, затрудняя несанкционированный доступ к управлению комплексами, что повышает их защищенность и эффективность.

Известные работы в области теории передачи цифровой информации Шеннона К.Е., Финка Л.М., Петровича Н.Т., Тузова Г.И., Борисова В.И., Скляра Б., Зюко А.Г., Кловского Д.Д., Зинчука В.М., Феера К., Ва-ракина Л.Е., Р. Хемминга, Е. Берлекемпа и многих других показали высокую эффективность применения кодов, корректирующих ошибки и их практическую полезность.

Целью работы является разработка кодека с исправлением ошибок для повышения достоверности передачи нерегулярных по длине цифровых сообщений по каналам связи комплексов телеуправления газо- и нефтепроводами и исследование его эффективности.

Поставленная цель достигается решением следующих задач:

1. Анализом методов помехоустойчивого кодирования и выбором вида кодирования и параметров кода, исправляющего ошибки.

2. Синтезом алгоритмов преобразования информационных потоков в кодере и декодере.

3. Обоснованием структуры кодека, исправляющего ошибки.

4. Теоретическим и экспериментальным исследованием вероятности ошибки на выходе кодека.

В работе использованы положения теории информации и теории кодирования сигналов, методы теории вероятностей и математической статистики, аппарат математического анализа и методы теории эксперимента.

Научная новизна работы.

• Предложен метод адаптивного кодирования для повышения достоверности передачи нерегулярных по длине информационных посылок по цифровым каналам телеуправления.

• Получены аналитические выражения и исследована вероятность ошибок при применении разработанного кодека в каналах связи с переменными по длине сообщениями.

• Предложены новые алгоритмы преобразования и кодирования цифровых информационных потоков нерегулярной длины.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Разработанный кодек с исправлением ошибок обеспечивает исправление до 10 ошибочно принимаемых байт при нерегулярной длине информационных пакетов от 3 до 235 байт.

2. Применение разработанного кодека Рида-Соломона в комплексах телемеханики снижает вероятность ошибки от величины 10-3 до 108 и лучше.

3. Разработанный кодек позволяет применять его в комплексах телемеханики УНК ТМ без изменения программного обеспечения и аппаратуры связи, применяемых в комплексах.

4. Предложенный кодек может широко использоваться в различных системах телеуправления и передачи цифровой информации.

На защиту выносится:

• Алгоритмы преобразования и кодирования цифровых информационных потоков нерегулярной длины.

• Структурная схема кодека Рида - Соломона для систем телеуправления и контроля с последовательным опросом.

• Аналитические выражения для оценки вероятности ошибок на выходе кодека.

• Характеристики разработанного кодека, полученные теоретически и подтвержденные экспериментально на изготовленных кодеке и измерительном стенде.

Личный вклад автора в получение результатов исследования заключается в следующем:

- разработаны алгоритмы преобразования и кодирования цифровых информационных потоков нерегулярной длины;

- обоснована структура кодека для комплексов телеуправления и контроля нефте- и газопроводами и принято активное участие в его реализации;

- получены теоретические оценки вероятности ошибок на выходе декодера системы телеуправления с кодеком Рида-Соломона; проведены экспериментальные исследования и на их основании оце-% нена достоверность передачи телеметрической информации.

Публикации и апробация диссертационной работы По материалам работы опубликовано 3 статьи и 10 тезисов докладов. Доклады сделаны на научно-технических конференциях:

- Региональном научно-техническом форуме «Будущее технической науки Нижегородского региона», г. Нижний Новгород, 2004 г.;

- 60-ой научной сессии, посвященной Дню Радио, г. Москва, 2005 г.;

- 6-ой Международной научно-технической конференции «Пер-Ф спективные технологии в средствах передачи информации», Владимир,

2005 г.;

- Всероссийской конференции «Молодые ученые России», МИЭМ, г. Москва, 2005 г.;

- Международной научно-технической конференции «Мегта^с -2005», г. Москва, 2005 г.;

- Всероссийской научно-технической конференции «Обработка сигналов в системах связи и вещания», г. Нижний Новгород, 2006 г.

Внедрение результатов работы. Основные теоретические и Ф практические результаты работы получены автором при выполнении

Ь хоздоговорных работ. Разработанный кодек внедрен на предприятии

ФГУП "ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е.Седакова", г. Нижний Новгород и нашел практическое применение в комплексах телеуправления и контроля типа УНК ТМ, применяемых на газотранспортных предприятиях ОАО "Газпром".

Выводы по главе 4.

1. Разработан инструментарий для определения работоспособности кодека, позволяющий проводить регламентные работы устройства без применения дополнительного оборудования.

2. Работоспособность алгоритма управления кодером подтверждена модельными экспериментами с кодеком. Полученные временные диаграммы доказали правильность разработанных алгоритмов управления процессоров кодера и декодера и алгоритмов адаптивной инициализации процессора.

3. Оптимизирована программа микросхемы ПЛИС, позволяющая реализовывать алгоритмы работы микропроцессоров АНА4011с кодера и декодера.

4. Разработан испытательный стенд и проведены две серии натурных испытаний кодека.

5. Экспериментально доказана работоспособность кодека и его возможность снижать вероятность ошибок от величины 10'3 до величины 10"8 и от величины 10"4 до величины Ю"10.

6. Экспериментально доказана способность разработанного кодека работать эффективно с переменными по длине информационными пакетами.

Заключение

В результате проведенного исследования получены следующие результаты:

1. Предложена методика управления микропроцессором для кодирования и декодирования информационных сообщений нерегулярной длины.

2. Разработаны и реализованы в ПЛИС алгоритмы управления микропроцессором для кодирования цифровых потоков комплексов телемеханики и контроля нерегулярной длины.

3. Получены выражения для оценки вероятности появления ошибок при применении кодека Рида-Соломона в комплексах телемеханики типа УНКТМ.

4. Разработан и испытан кодек, исправляющий до 10 ошибочных байт при нерегулярной длительности информационных пакетов от 3 до 235 байт, снижающий вероятность ошибочного приема с величины 10"3 до 10'8 и с величины 10"4 до Ю"10.

5. Разработано программное обеспечение и встроенный в ПЛИС инструментарий для регламентных проверок работоспособности кодека с исправлением ошибок.

6. Проведены модельные и натурные испытания кодека, подтвердившие правильность теоретических выкладок.

1. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильяме», 2003.- 1104 с.

2. Боуз Р.К., Рой-Чоудхури Д.К. Об одном классе двоичных групповых кодов с исправлением ошибок / Кибернетический сборник, вып.2. М.: ИЛ, 1961. - С. 83 - 94.

3. Berrou С., Glavieux A., Thitimajshima P. Near Shannon Limit Error -Correcting Coding and Decoding: Turbo-Codes, Proc. Intern. Conf. On Communication ICC-93, Geneva, Switzerland, 1993. - Pp. 1064 -1070.

4. Паньшо С.П., Югай B.B. Турбокодирование / Успехи современной радиоэлектроники, № 2,2004. С. 3 - 16.

5. Самсонов Б.Б., Плохов Е.М., Филоненков А.И., Кречет Т.В. Теория информации и кодирования. Ростов на Дону, 2002. - 288 с.

6. Григорьев A.C., Дронов А.Е. Турбокодирование в системах однонаправленной передачи цифровой информации // Материалы 12 межрегиональной конференции "Обработка сигналов в системах телефонной связи и вещания". Пушкинские горы - Москва, МТУСИ, 2003.-С. 103.

7. Красносельский И.Н. Турбокоды: принципы и перспективы // Электросвязь, № 1,2001.-С. 17-20.

8. A. Matache Encoding/Decoding Reed Solomon Codes. -http://www.ee.ucla.edu/~matache/rsc/nodel 1.html, 1996.

9. Осмоловский C.A. Сравнительный анализ некоторых свойств стохастических кодов и кодов Рида Соломона // Электросвязь, № 1, 1991.

10. Рид, Соломон. Полиномиальные коды над некоторыми конечными полями / Кибернетический сборник, вып. 7. М.: ИЛ, 1963.

11. Wicker S.B., Bhargava V.K. Reed Colomon Codes and Their Applications // Proc. IEEE, v. 78, № 7, 1990. - pp. 1250 - 1265.

12. Кловский Д.Д. Передача дискретных сообщений по радиоканалам. -М.: Связь, 1982. 304 с.

13. Галкин А.П., Лапин А.Н., Самойлов А.Г. Моделирование каналов систем связи . М.: Связь, 1979. - 96 с.

14. Феер К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения спектра. Пер. с англ. / Под ред. В.И. Журавлева. М.: Радио и связь, 2000. - 520 с.

15. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. М.: Радио и связь, 1987. - 357 с.

16. Справочник по радиорелейной связи / Под ред. C.B. Бородича. М.: Радио и связь, 1981. 415 с.

17. Прокис Д. Цифровая связь. Пер. с англ./ Под ред. Д.Д. Кловского.-М.: Радио и связь, 2000. 800 с.

18. Каганцов С.М., Полушин П.А., Самойлов А.Г., Самойлов С.А., Фролов И.Ю. Кодек для цифровых радиорелейных станций // Пятая Российская конференция по атмосферному электричеству. Том 2, изд. «Транзит ЖС», Владимир. 2003. С. 148-149.

19. Коржик В.И., Финк Л.М., Щелкунов К.Н. Расчет помехоустойчивости систем передачи дискретных сообщений. М.: Радио и связь, 1981.-232 с.

20. Злотник Б.М. Помехоустойчивые коды в системах связи. М.: Радио и связь, 1989.-232 с.

21. Андре Анго Математика для электро- и радиоинженеров. М.: Наука, 1964.-772 с.

22. Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей. М.: Наука, 1988. - 448 с.

23. Варакин JI.E. Теория систем сигналов. М.: Сов. радио, 1978. - 304 с.

24. Возенкрафт Дж., Джекобе И. Теоретические основы техники связи. -М.: Мир, 1969.-462 с.

25. Виттерби А.Д., Омура Дж.К. Принципы цифровой связи и кодирования. М.: Радио и связь, 1982. - 536 с.

26. Волков JI.H., Немировский М.С., Шинаков Ю.С. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики: Учебное пособие. -М.: Эко-Трендз, 2005. 392 с.

27. Полушин П.А., Самойлов А.Г., Самойлов С.А. Импульсные виды модуляции: Учебное пособие. Владимир: Bpl-dj Dkflbv/ ujc/ ey-nf? 2005.-92 с.

28. Жаров С.А, Костюков В.Е., Кульпин A.C., Коротышев A.B., Лотов В.Н., Сучков О.В. Применение унифицированного комплекса телемеханики УНК ТМ в газовой отрасли и энергетике / Электро Info, 2004.-С.54.

29. Бухвалов И.Р., Коротышев A.B., Костюков В.Е., Кульпин A.C., Сучков О.В. Унифицированный комплекс телемеханики УНК ТМ / Сб. научн. тр. Территория «Нефтегаз», 2004. С. 38 - 39.32. www.aha.com.

30. Каганцов С.М., Полушин П.А., Самойлов А.Г., Самойлов С.А. Кодер-декодер для радиорелейных систем связи. Материалы 12-й межрегиональной конференции «Обработка сигналов в системах телефонной связи и вещания», Пушкинские горы - Москва, 2003. -С. 172-174.

31. Кульпин A.C., Самойлов А.Г., Самойлов С.А. Реализационные основы кодека с исправлением ошибок по методу Рида-Соломона // Труды РНТО РЭС им. A.C. Попова 60-я научная сессия, посвященная Дню Радио. Выпуск LX-2. Москва, 17-19 мая 2005. С. 198 -200.

32. Кульпин A.C. Эффективность кодека Рида Соломона // Материалы VI международной научно-технической конференции «Перспективные технологии в средствах передачи информации». - Владимир: РОСТ, 2005. - С. 207 - 209.

33. Шнайер Б. Прикладная криптография. Протоколы, алгоритмы, исходные тексты на С. М.: ТРИУМФ, 2002. - 816 с.

34. Кульпин A.C., Полушин П.А., Самойлов А.Г., Самойлов С.А. Адаптивный кодер для систем телеуправления магистральными газопроводами // Проектирование и технология электронных средств, № 4 , 2005.-С.59-63.

35. Стешенко В.Б. ПЛИС фирмы ALTERA: элементная база, система проектирования и языки описания аппаратуры. М.: Изд. дом «До-дека-ХХ1», 2002. - 576 с.41. www.Xilinx.com

36. Кульпин A.C. Пакетирование информации в кодеках для исправления ошибок комплексов телеуправления // Материалы Международной научно-технической конференции Intermatic 2005, ч.1, 2528 октября 2005. Москва. - С. 43-45.

37. A. Samoilov, А. Kulpin, D. Zelenov Synchronization For Communication System With Slow Frequency Hopping Spread Spectrum // VI International science conference «Perspective Technology in The Mass Media». Vladimir: ROST, 2005. - pp. 34-35.

38. Бородин Л.Ф. Введение в теорию помехоустойчивого кодирования. М.: Сов. радио, 1968. - 256 с.

39. Советов Б.Я. Сравнительная оценка надежности передачи информации избыточными кодами // Автоматика и телемеханика, 1970, № 2.-С. 41-44.

40. Бекенев М.С. Мягкое декодирование коротких блочных кодов // Материалы Международной научно-технической школы-конференции «Молодые ученые науке, технологиям и профессиональному образованию в электронике». - М.: МИРЭА, 2005, ч.2. -С.30-33.

41. Han Y., Hartman С., Chen С. Efficient Priority First Search Maximum Likelihood Soft-Decision Decoding of Linear Block Codes // IEEE Trans. On Communications, September 1996. pp. 1514 - 1523.

42. Hayes J.F. The Viterbi Algorithm Applied to Digital Data Transmission // IEEE Communication Magazine, 2002. pp. 26 - 32.

43. Советов Б.Я. Эффективность введения избыточности в системы передачи телемеханической информации. JL: Наука, 1970. - 131 с.

44. Комаров В.Н. Об исправлении многократных пакетов ошибок / Техника средств связи, 1980. Вып. 3.

45. Котов П.А. Повышение достоверности передачи цифровой информации. М.: Связь, 1966. - 192 с.

46. Советов Б.Я. Помехоустойчивость передачи команд телеуправления в системе с запросом // Автоматика и телемеханика, 1966, № 12. -С. 43-48.

47. S. Samoilov. Reed Solomon Codes Communication System //5-th Workshop Digital Broadcasting, Erlangen, Germany, September 23 - 24, 2004.-pp. 85-86.

48. Советов Б .Я. О границах применения корректирующих и дублируемых обнаруживающих кодов // Известия Вузов «Приборостроение», 1967,№4.-С. 27-33.

49. Ekroot L., Dolinar S. A Decoding of Block Codes // IEEE Transaction Inform Theory, September 1993, pp. 1052 1056.

50. Архипкин В.Я., Дмитриев О.Ф., Нестратов M.B., Соколов А.Г. Коррекция ошибок короткими блочными кодами в WLL системах // Научно-техническая конференция «Радиолокация, радионавигация, связь». Воронеж, 2000. Т.2. - С.943 - 948.

51. Rappaport T.S. Wireless Communication (Principles and Practice). -N.Y. Prentice Hall, 1996.

52. Робинсон Ф.Н. Шумы и флуктуации в электронных схемах и цепях. М.: Атомиздат, 1980. - 256 с.

53. Зюко А.Г., Кповский Д.Д., Назаров М.В., Финк JI.M. Теория передачи сигналов. М.: Связь, 1980. - 288 с.

54. Зотов В.Ю. Проектирование цифровых устройств на основе ПЛИС фирмы XILINX в САПР Web PACK ISE.- М.: Горячая линия Телеком, 2003. - 624 с.

55. Давыдкин П.Н., Колтунов М.Н., Рыжков A.B. Тактовая сетевая синхронизация. М.: Эко - Трендз, 2004. - 205 с.

56. Горелов Г.В. Нерегулярная дискретизация сигналов. М.: Радио и связь, 1982.-256 с.

57. Потапов A.A. Топология выборки // Нелинейный мир, 2004, т. 2, № 1.-С.4- 13.

58. Новиков Ю.В. Основы цифровой схемотехники. Базовые элементы и схемы. Методы проектирования. М.: Мир, 2001. - 379 с.

59. Чумакова Е.В., Опадчий Ю.Ф. Реализация на ПЛИС вычисления элементарных математических функций // Проектирование и технология электронных средств, 2005, № 4. С.7 - 12.

60. Ратынский М.В. Основы сотовой связи. М.: Радио и связь, 1998. -392с.

61. Шмалько A.B. Цифровые сети связи: Основы планирования и построения. М.: Эко-Трендз, 2001. - 282с.

62. Коржик В.И., Финк Л.М. Помехоустойчивое кодирование дискретных сообщений в каналах со случайной структурой. М.: Связь, 1979.-272С.

63. Андрианов В.И., Соколов A.B. Сотовые, пейнджинговые и спутниковые средства связи.- СПб.: БХВ-Петербург, 2001. 400с.

64. Финк Л.М. Сигналы, помехи, ошибки: М.: Радио и связь, 1984. -256с.

65. Телекоммуникационные системы и сети, т.2.- Радиосвязь, радиовещание и телевидение./Под ред. В.П.Шувалова. Горячая линия -Телеком, 2004. - 672с.

66. Цифровая обработка сигналов. /Под ред. А.Б. Сергиенко СПб.: Питер, 2003. -604с.

67. Некоторые вопросы теории кодирования. Сборник переводов. / Под ред. Э.Л. Блоха и М.С. Пинскера. М.: Мир, 1970 - 275с.

68. Ziemer R. and Peterson R. Introduction to Digital Communication, 2d ed., Prentice Hall, 2001.

69. Blahut R.E. Theory and Practice of Error Control Codes. Addison Wesley Publishing Company, Inc., Reading, Mass, 1983.

70. Clark G.C. and Cain J.B. Error Correction Coding for Digital Communications. -Plenum Press, New York, 1981.

71. Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. М.: Эко-Трендз,1998. - 239с.

72. Бородин C.B. Искажения и помехи в многоканальных системах радиосвязи с частотной модуляцией М.: Связь, 1976. - 256с.

73. Банкет B.JL, Дорофеев В.М. Цифровые методы в спутниковой связи. М.: Радио и связь, 1988. - 240с.

74. Белоцерковский И.Л. Протоколы передачи файлов для модемов // Сети, 1995, №3 с.53-59.

75. Блейхут Р. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки. -М.: Мир, 1986.-576с.

76. Голд Б., Рейдер Ч. Цифровая обработка сигналов. М.: Сов. радио, 1973.-367с.

77. Расчет помехоустойчивости систем передачи дискретных сообщений: Справочник. / Коржик В.И., Финк Л.М., Щелкунов К.Н. / Под ред. Л.М. Финка-М.: Радио и связь, 1981. 232с.