Исследование алгоритмов перестановочного декодирования в системах управления БПЛА

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.

1. Хайрулина 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.

2. 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.

3. 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/2019.2.5

4. 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.

5. 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.

6. Золотарев, В. В., Овечкин Г. В., чл.-кор. РАН Зубарева Ю. Б. ред. Помехоустойчивое кодирование. Методы и алгоритмы. М.: Горячая линия-Телеком, 2004: 126. .

7. Гладких А. А. Перестановочное декодирование как инструмент повышения энергетической эффективности систем обмена данными Электросвязь. 2017; (8). 52–56.

8. 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. .

9. Блох, Э. Л., Попов О.В., Турин В.Я. Модели источника ошибок в каналах передачи цифровой информации М.: Связь,1971: 312

10. Гладких А.А. Основы теории мягкого декодирования избыточных кодов в стирающем канале связи. Ульяновск: УлГТУ, 2010; 253

11. Злотник, Б. М. Помехоустойчивые коды в системах связи Статистическая теория связи. М.: Радио и связь, Вып. 31, 1989: 232.

12. Зяблов, В. В., Цветков М. А. Метод обнаружения ошибочного декодирования с использованием списков. Информационные процессы. 2004; Т .4. (2). 188-201.

13. 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.