vetpressАграрная наукаAgrarian science0869-81552686-701XРедакция журнала "Аграрная наука"10.32634/0869-8155-2022-364-11-133-140vetpress-2377Research ArticleАГРОИНЖЕНЕРИЯ И ПИЩЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИAGROENGINEERING AND FOOD TECHNOLOGIESИсследование алгоритмов перестановочного декодирования в системах управления БПЛАStudy of permutation decoding algorithms in UAV control systemshttps://orcid.org/0000-0003-0977-3563СорокинИ. А.SorokinI. A.

кандидат технических наук, доцент кафедры «Инфокоммуникационные технологии и системы  связи» 

 22 а., ул. Октябрьская, г. Княгинино, Нижегородская область, 606340, Российская Федерация 

 Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Infocommunication Technologies and Communication Systems

22 a., st. Oktyabrskaya, Knyaginino, Nizhny Novgorod Region, 606340, Russian Federation 

ivansorokin@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7656-8706РомановП. Н.RomanovP. N.

 старший преподаватель кафедры «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» 

 22 а., ул. Октябрьская, г. Княгинино, Нижегородская область, 606340, Российская Федерация 

Senior Lecturer, Department of Infocommunication Technologies and Communication Systems

22 a., st. Oktyabrskaya, Knyaginino, Nizhny Novgorod Region, 606340, Russian Federation 

pavel.romanov011@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-3901-3389КондраненковаТ. Е.KondranenkovaT. E.

старший преподаватель кафедры «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»  

 22 а., ул. Октябрьская, г. Княгинино, Нижегородская область, 606340, Российская Федерация 

Senior Lecturer, Department of Infocommunication Technologies and Communication Systems

22 a., st. Oktyabrskaya, Knyaginino, Nizhny Novgorod Region, 606340, Russian Federation 

tat2192@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3011-639XРужьевВ. А.RuzhevV. A.

кандидат технических наук, доцент, декан Инженерно-технологического факультета, заведующий кафедрой «Технические системы в агробизнесе» 

 2, Петербургское шоссе, г. Санкт-Петербург, г. Пушкин, 196601, Российская Федерация 

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Dean of the Faculty of Engineering and Technology, Head of the Department "Technical Systems in Agribusiness"

2, Petersburg highway, St. Petersburg, Pushkin, 196601, Russian Federation 

ruzhev_va@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5087-5732СтенинаН. А.SteninaN. A.

кандидат технических наук, доцент, декан инженерного факультета 

 5, ул. Марковцева, г. Кемерово, 650056, Российская Федерация 

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Dean of the Faculty of Engineering

5, st. Markovtseva, Kemerovo, 650056, Russian Federation 

stnat33@mail.ruПушкаренкоН. Н.PushkarenkoN. N.

 кандидат технических наук, заведующий кафедрой  транспортно-технологических машин и комплексов 

 29, ул. К. Маркса, г. Чебоксары, 428003, Российская Федерация 

Candidate of Technical Sciences, Head of the Department of Transport and Technological Machines and Complexes

29, st. K. Marx, Cheboksary, 428003, Russian Federation 

stl_mstu@mail.ruНижегородский государственный инженерно-экономический университетРоссияNizhny Novgorod State Engineering and Economic UniversityRussian FederationСанкт-Петербургский государственный аграрный университетРоссияSt. Petersburg State Agrarian UniversityRussian FederationКузбасская государственная сельскохозяйственная академияРоссияKuzbass State Agricultural AcademyRussian FederationЧувашский государственный аграрный университетРоссияChuvash State Agrarian UniversityRussian Federation202216012023111133140Copyright © Сорокин И.А., Романов П.Н., Кондраненкова Т.Е., Ружьев В.А., Стенина Н.А., Пушкаренко Н.Н., 20232023Сорокин И.А., Романов П.Н., Кондраненкова Т.Е., Ружьев В.А., Стенина Н.А., Пушкаренко Н.Н.Sorokin I.A., Romanov P.N., Kondranenkova T.E., Ruzhev V.A., Stenina N.A., Pushkarenko N.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vetpress.ru/jour/article/view/2377

Актуальность. В данной работе представлена актуальная тема использования беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в агропромышленном комплексе (АПК) для получения оперативной достоверной информации о состоянии сельскохозяйственных угодий за весь период. В современных инфокоммуникационных технологиях и системах связи предъявляются высокие требования к достоверности передачи информации. В мобильных системах обмена данными используются композиции помехоустойчивых кодов в виде каскадных конструкций или турбокодов, и в целях повышения их эффективности необходимо наиболее полно использовать избыточность, введенную на каждой ступени обработки данных. Для решения подобной задачи целесообразно применить метод декодирования, основанный на упорядочивании индексов достоверности символов (ИДС) кодовой комбинации.Методы. При определении систем кодирования-декодирования применялось прикладное программное обеспечение Mathcad. Проведенные математические исследования показали, что двоичные блоковые коды для достижений указанной границы могут быть декодированы не только на основе упорядоченной статистики, но и с использованием метода разбиения пространства разрешенных кодовых комбинаций на кластеры. На основе этого метода составлена блок-схема алгоритма имитационной модели работы декодера блокового кода на основе вычисления кластера.Результаты. Применение предложенного способа мягкого декодирования систематических блоковых кодов позволяет сократить время обработки кодовых комбинаций в декодере за счет снижения размерности квадратной матрицы для определения свойства нелинейности строк переставленной порождающей матрицы после упорядочения столбцов исходной порождающей матрицы. Применение методов мягкого декодирования помехоустойчивых кодов позволяет снизить отношение сигнал/шум на 2 дБ по сравнению с методами жесткого декодирования при сохранении заданной достоверности передачи информации.

Relevance. This paper presents relevant topic of the use of unmanned aerial vehicles (UAV) in the agroindustrial complex (AIC) to obtain timely reliable information about the state of agricultural land for the entire period. In modern infocommunication technologies and communication systems, high requirements are placed on the reliability of information transmission. In mobile data exchange systems, compositions of noise-resistant codes are used in the form of cascade designs or turbo codes, and in order to increase their efficiency, it is necessary to make the fullest use of the redundancy introduced at each stage of data processing. To solve such a problem, it is advisable to apply a decoding method based on the ordering of the character confidence indices (CCI) of the code combination.Methods. When determining the encoding-decoding systems, the Mathcad application software was used. Mathematical studies have shown that binary block codes for reaching the specified boundary can be decoded not only on the basis of ordered statistics, but also using the method of dividing the space of allowed code combinations into clusters. Based on this method, a block diagram of the algorithm of the simulation model of the operation of the block code decoder based on cluster calculation is compiled.Results. The application of the proposed method of soft decoding of systematic block codes reduces the processing time of code combinations in the decoder by reducing the dimension of the square matrix to determine the nonlinearity property of the rows of the rearranged generating matrix after ordering the columns of the original generating matrix.

беспилотные летательные аппаратыдекодированиеканал связимониторингобработка и передача данныхсельское хозяйствосельскохозяйственные угодияUAVdecodingcommunication channelmonitoringdata processing and transmissionagricultureagricultural landReferencesХайрулина Т. П. Влияние различных уровней влажности почвы на активность ферментов в листьях и семенах сои. В сборнике: адаптивные технологии в растениеводстве Амурской области. Благовещенск, 2014; 16-21.Khairulina T. P. Influence of different levels of soil moisture on the activity of enzymes in soybean leaves and seeds. In the collection: adaptive technologies in crop production in the Amur region. Blagoveshchensk, 2014; 16-21. (In Russian)Абдуллаев А.А., Джумаев Б.Б., Эргашев А., Сабоиев И.А., Каримов Х.Х. Влияние засухи на фотосинтетические параметры флаговых листьев различных сортов пшеницы. Известия Академии наук Республики Таджикистан. Отделение биологических и медицинских наук. 2010; (4). 46-53.Abdullaev A.A., Dzhumaev B.B., Ergashev A., Saboiev I.A., Karimov Kh.Kh. Effect of drought on photosynthetic parameters of flag leaves of different wheat varieties. Proceedings of the Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan. Department of Biological and Medical Sciences. 2010; (4). 46-53. (In Russian)Зубарев, Ю., Фомин, Д., Чащин, А., Заболотнова, М. Использование беспилотных летательных аппаратов в сельском хозяйстве. Вестник Пермского федерального исследовательского центра, 2019; (2), 47–51. https://doi.org/10.7242/2658-705X/2019.2.5Zubarev, Yu., Fomin, D., Chashchin, A., Zabolotnova, M. The use of unmanned aerial vehicles in agriculture. Bulletin of the Perm Federal Research Center, 2019; (2), 47–51. https://doi.org/10.7242/2658-705X/2019.2.5(In Russian)Сорокин И.А., Обухов А.Д., Романов П.Н., Шибаева М.Ю. Применение метода перестановочного декодирования в системе управления беспилотных летательных аппаратов малого класса (дроны, мультикоптеры). Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2019; (2) 186-195.Sorokin I.A., Obukhov A.D., Romanov P.N., Shibaeva M.Yu. Application of the permutation decoding method in the control system of small unmanned aerial vehicles (drones, multicopters) / Modern technologies. System analysis. Modeling. 2019; (2) 186-195. (In Russian)Sorokin I.A., Kondrankenkova T.Y., Chesnokov A.D., Shibaeva M.Y., Оchepovsky A.V. The use of coding-decoding systems on unmanned aircraft with the sensor networks operation. International Journal of Control and Automation. 2020; Vol. 13. (1). P. 82-92.Sorokin I.A., Kondrankenkova T.Y., Chesnokov A.D., Shibaeva M.Y., Оchepovsky A.V. The use of coding-decoding systems on unmanned aircraft with the sensor networks operation International Journal of Control and Automation. 2020; Vol. 13. (1). P. 82-92.Золотарев, В. В., Овечкин Г. В., чл.-кор. РАН Зубарева Ю. Б. ред. Помехоустойчивое кодирование. Методы и алгоритмы. М.: Горячая линия-Телеком, 2004: 126. .Zolotarev V. V., Ovechkin G. V., Corresponding Member. RAS Zubareva Yu. B. ed. Noise-correcting coding. Methods and algorithms. Directory. M. : Hotline-Telecom, 2004: 126 (In Russian)]Гладких А. А. Перестановочное декодирование как инструмент повышения энергетической эффективности систем обмена данными Электросвязь. 2017; (8). 52–56.Gladkikh A. A. Permutation decoding as a tool for improving the energy efficiency of data exchange systems. Telecommunication. 2017; (8). 52-56. (In Russian)Гладких, А. А., Давыдов И. Ю. Способ мягкого декодирования линейных кодов. В книге: Актуальные проблемы физической и функциональной электроники. Материалы 22-й Всероссийской молодежной научной школы-семинара. 2019; 127-129. .Gladkikh, A. A., Davydov, I. Yu., Method for soft decoding of linear codes In the book: Actual problems of physical and functional electronics. Materials of the 22nd All-Russian Youth Scientific SchoolSeminar. 2019; 127-129. (In Russian)Блох, Э. Л., Попов О.В., Турин В.Я. Модели источника ошибок в каналах передачи цифровой информации М.: Связь,1971: 312Bloch, E. L., Popov O. V., Turin V. Ya. Error Source Models in Digital Information Transmission Channels M.: Svyaz, 1971: 312 (In Russian)Гладких А.А. Основы теории мягкого декодирования избыточных кодов в стирающем канале связи. Ульяновск: УлГТУ, 2010; 253Gladkikh A.A. Fundamentals of the theory of soft decoding of redundant codes in an erasing communication channel Ulyanovsk: UlGTU, 2010; 253 (In Russian)Злотник, Б. М. Помехоустойчивые коды в системах связи Статистическая теория связи. М.: Радио и связь, Вып. 31, 1989: 232.Zlotnik, B. M. Noise-immune codes in communication systems Statistical Theory of Communication. M.: Radio and communication, Vol. 31, 1989: 232. (In Russian)Зяблов, В. В., Цветков М. А. Метод обнаружения ошибочного декодирования с использованием списков. Информационные процессы. 2004; Т .4. (2). 188-201.Zyablov, V. V., Tsvetkov, M. A Method for detecting erroneous decoding using lists. Information processes. 2004; T .4. (2). 188-201. (In Russian)Дамдам, М.А.Я. Метод снижения сложности декодирования недвоичных избыточных кодов. DSPA2020: докл. 22-й междунар. конф. «Цифровая обработка сигналов и ее применение». 25-27 марта 2020; 200-205.Damdam, M.A.Ya. Method of reducing the complexity of decoding non-binary redundant codes DSPA2020: dokl. 22nd International Conference "Digital signal processing and its application". March 25-27, 2020; 200-205. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.