Разработка алгоритмов повышения эффективности недвоичных многопороговых декодеров в системах передачи и хранения больших объемов информации

• Автор: Овечкин, Павел Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 131 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1 Анализ современных методов помехоустойчивого кодирования. Выбор направлений исследования
1.1 Структурная схема систем передачи и хранения информации
1.2 Помехоустойчивое кодирование. Цель кодирования. Критерии
эффективности
1.3 Недвоичные коды
1.4 Схема кодирования, используемая в аудио компакт-дисках
1.5 Схема кодирования, используемая в обычных компакт-дисках
1.6 Схема кодирования, используемая в ОУВ дисках
1.7 Использование кодов Рида-Соломона для защиты файлов от
искажений
1.8 Выводы
Г лава 2 Исследование недвоичного многопорогового декодера
2.1 Алгоритм недвоичного многопорогового декодирования
2.2 Исследование возможностей с/МПД в каналах с пакетирующимися
ошибками
2.3 Использование дМПД в устройствах хранения данных
2.4 Методика применения многопороговых декодеров в каналах со
стираниями
2.5 Методика применения многопороговых декодеров в каналах со
стираниями и искажениями
2.6 Использование недвоичного многопорогового декодера для защиты
файлов от искажений
2.6.1 Применение обычного с/МПД для защиты файлов от искажений
2.6.2 Использование дМПД, способного исправлять стирания, для
защиты файлов от искажений
2.7 Выводы
Г лава 3 Алгоритмы улучшения характеристик недвоичных многопороговых декодеров
3.1 Алгоритм построения наиболее эффективных недвоичных
самоортогональных кодов
3.2 Алгоритм ускорения работы порогового элемента недвоичного
многопорогового декодера
3.3 Каскадная схема кодирования, состоящая из недвоичного
самоортогонального кода и кода контроля по модулю су
3.4 Недвоичные коды Хемминга
3.5 Каскадная схема, состоящая из недвоичного многопорогового
декодера и декодера недвоичного кода Хемминга
3.6 Аналитические оценки вероятности ошибки декодирования на
выходе каскадной схемы, состоящей из недвоичного СОК и недвоичного кода Хэмминга
3.7 Аналитические оценки вероятности ошибки декодирования
каскадной схемы кодирования, состоящей из недвоичного СОК и недвоичного расширенного кода Хэмминга
3.8 Экспериментальная оценка эффективности использования
каскадной схемы кодирования, состоящей из недвоичного СОК и недвоичных кодов Хэмминга
3.9 Выводы
Глава 4 Программные средства моделирования недвоичных многопороговых декодеров и каналов связи. Программные средства для защиты файлов от искажений
4.1 Программные средства моделирования недвоичных
многопороговых декодеров
4.1.1 Структура программных средств моделирования недвоичных
многопороговых декодеров
4.1.2 Модель д-ичного симметричного канала
4.1.3 Модель канала Гилберта-Эллиота
4.1.4 Модель канала с ошибками и стираниями
4.1.5 Обеспечение точности и достоверности результатов
моделирования
4.2 Программные средства для защиты файлов от искажений
4.2.1 Структура программных средств для защиты файлов от
искажений
4.2.2 Условия работы программы
4.2.3 Руководство пользователя
4.3 Выводы
Заключение
Список использованной литературы
Приложение 1. Акты внедрения и использования результатов
диссертационной работы
Приложение 2. Свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ

Большинство из программных продуктов для защиты файлов от искажений используют коды Рида-Соломона и методы кодирования/декодирования, основанные на работе с матрицей Вандермонда [80].
Метод кодирования/декодирования с использованием кодов Рида-Соломона и матриц Вандермонда ориентирован не на символ информации, а на блок, состоящий из нескольких символов. В процессе кодирования файл, который необходимо защитить от искажений, возникающих при хранении или его передачи по каналам связи, разбивается на N блоков, каждый из которых имеет длину К символов. При введении избыточности в М блоков применение алгоритма позволяет восстановить любые М поврежденных блоков среди информационных и проверочных блоков. Если количество поврежденных блоков превышает значение М, то восстановление искаженной информации невозможно. Отметим, что для практической реализации кодов Рида-Соломона на базе матрицы Вандермонда обычная арифметика также непригодна и приходится прибегать к вычислениям в полях Галуа.
В описанном методе основными сложностями являются:
— процедура обращения матрицы размером NxN;
- вычисления в полях Г алуа;
-большое количество матричных операций при кодировании и декодировании информации.
Программные продукты для защиты файлов на основе матриц Вандермонда работают сравнительно быстро только при разбиении исходных файлов на небольшое количество блоков, например, когда файл разбивается на 10 блоков. Блок считается потерянным, даже если в нем произошла только одна битовая ошибка. Поэтому разбиение исходного файла на малое количество блоков зачастую приводит к невозможности восстановления информации. А уже при разбиении исходной информации на 1000 блоков, создание проверочного файла и восстановление исходного файла размером, например, 700 мегабайт занимает часы работы.