С.Ю. Бобрус – науч. сотрудник, 

Институт инженерной физики (Серпухов)

E-mail: 606rus@iifmail.ru

В.А. Прасолов – к.т.н., начальник управления, 

Институт инженерной физики (Серпухов)

E-mail: prasvit-1@iifmail.ru

А.А. Устимов – мл. науч. сотрудник, 

Институт инженерной физики (Серпухов) E-mail: ust@iifmail.ru

Постановка проблемы: рассмотреть вопросы повышения скорости передачи данных по протоколу декаметровой связи HDL, в котором для гарантированного доведения сообщений используется метод последовательного повышения избыточности (IR) в сочетании со сверточным кодированием.

Цель: провести исследование в условиях ассиметричного тракта доведения данных с низкой вероятностью приема квитанций по обратному каналу. Решение поставленной задачи осуществлено путем перехода к турбокодированию. Более высокая исправляющая способность турбокодов по отношению к сверточным позволяет сократить число повторов, требуемое для доставки пакета данных, следствием чего является увеличение информационной скорости передачи данных. Эффективное использование турбокодирования в составе IR-метода достигается модификацией протокола HDL в части обеспечения гарантированного приема квитанций за счет запроса их повторной передачи. Помимо увеличения надежности приема квитанций их перезапрос позволяет решить проблему применения турбокодов в составе IR-метода, связанную с необходимостью использования при декодировании систематических бит турбокода.

Результаты: дана оценка эффективности предлагаемых технических решений с использованием математического аппарата поглощающих конечных марковских цепей. Проведено математическое моделирование оценки, свидетельствующее о повышении пропускной способности в сравнении с оригинальной версией протокола HDL. Отмечено, что полученный выигрыш возрастает с ухудшением качества прямого и обратного каналов связи.

Практическая значимость: совокупный выигрыш от предлагаемых технических решений может доходить до ~383 бит/с или ~12 раз. Прирост в пропускной способности зависит от числа пакетов в HDL-кадре и будет снижаться с уменьшением их числа.

1. Прасолов В.А., Токарев Д.А. Сверточное кодирование в системах передачи информации повторами // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. 2017. № 61. С. 3−7.
2. Mukhtrar H., Al-Dweik A., Al-Mualla M. Hybrid ARQ with partial retransmission using turbo product codes // ICTRC2015. 2015. P. 28−31.
3. MIL-STD-188-141C. Interoperability and Performance Standards for Medium and High Frequency Radio Systems. 25.07.2011.
4. Морелос Р. Сарагоса. Искусство помехоустойчивого кодирования. Методы, алгоритмы, применение. М.:Техносфера. 2005. С. 320.
5. Garg D., Adachi F. Application of rate compatible punctured turbo coded hybrid ARQ to MC-CDMA mobile radio // ETRI Journal. 2004. V. 25, 5. P. 405−412.
6. Garg D., Adachi F. Rate comptatible punctured turbo-coded hybrid ARQ for OFDM in a frequency selective fading channel // The 57th IEEE Semiannual vehicular technology conference. 2003.
7. Бобрус С.Ю., Прасолов В.А., Токарев Д.А. Декодирование турбокодов с накоплением повторов // Сб. трудов Междунар. конф. «Радиоэлектронные устройства и системы для инфокоммуникационных технологий» (REDS-2017). М.: 2017. С. 406−409.
8. Прасолов В.А., Токарев Д.А. Турбокоды в системах передачи данных повторами // Инфокоммуникационные технологии. 2017. Т. 15. № 3. С. 257−261.
9. Кожурякин Д.А., Прасолов В.А., Токарев Д.А., Франков С.В. Метод определения дистанционных характеристик турбокодов // DSPA: Вопросы применения цифровой обработки сигналов. 2018. Т. 8. № 1. С. 100−104.
10. Кемени Джон Дж., Снелл Дж. Ларк. Конечные цепи Маркова: Пер. с англ. М.: Наука. 1970. 272 с.
11. Бобрус С.Ю., Попов М.Ю., Прасолов В.А., Токарев Д.А. Оценка скорости передачи данных по протоколу HDL стандарта ALE-3G // VI Междунар. научно-технич. конф. «Радиоэлектроника, электроника и связь», г. Омск. 2017. С. 156−160.
12. Шевченко В.А. Турбо коды в каналах связи со случайной импульсной помехой, вызывающей группирование ошибок // Информация и космос. 2009. № 4. С. 6−9.
13. Казаков В.А. Введение в теорию марковских процессов и некоторые радиотехнические задачи. М.: Сов. радио. 1973. 232 с.
14. Цимбал В.А. Информационный обмен в сетях передачи данных. Марковский подход. М.: Вузовская книга. 2014. 144 с.
15. Балахонов К.А., Шахтарин Б.И. Исследование эффективности сверточных турбокодов с кодовой скоростью 1/2 // Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов. 2014. Т. 5. № 4. С. 154−157.
16. Бобрус С.Ю., Прасолов В.А., Рыженков В.А., Шиманов С.Н. и др. Модификация протокола HDL в части приема квитанций по обратному каналу // Известия института инженерной физики. 2019. № 1 (51). С. 27−31.