Application of holographic coding to increase the reliability of information transmission in noise communication channels

Abstract

Two options for using previously developed holographic coding to increase the reliability of information transmission in a communication channel with an unmanned aerial vehicle are considered - digital channel coding and spectral coding. It is shown that the holographic code has high noise immunity and provides a probability of correct decoding of more than 0.9999 with a probability of error in the channel of 0.34. Spectral holographic coding ensures reliable communication in the presence of noise and intentional interference, the power of which is 10 dB higher than the signal power, which in turn ensures the secrecy of the communication channel. An additional advantage of spectral coding is increased resistance to intersymbol interference, which makes it possible to eliminate the introduction of guard intervals and increase spectral efficiency, and reduces the requirements for stability of the sampling frequency when performing FFT in the receiver demodulator.

• noise immunity
• holographic coding
• Spectral coding
• intersymbol interference

Аннотация (на русском)

Применение голографического кодирования для повышения надежности передачи информации в зашумленных каналах связи

Рассмотрены два варианта использования разработанного ранее метода голографического кодирования для повышения надежности передачи информации в канале связи - кодирование цифрового канала и спектральное кодирование. Показано, что голографический код имеет высокую помехоустойчивость и обеспечивает вероятность правильного декодирования более 0,9999 при вероятности ошибки в канале 0,34. Спектральное голографическое кодирование позволяет обеспечить надежную связь в условиях наличия шума и помех, мощность которых на 10 дБ превышает мощность сигнала, что в свою очередь обеспечивает скрытность канала связи. Дополнительным преимуществом спектрального кодирования является повышение устойчивости к межсимвольной интерференции, что дает возможность отказаться от введения защитных интервалов и повысить спектральную эффективность, и снижение требований к стабильности частоты дискретизации при проведении БПФ в демодуляторе приемника.

For citation

References

1. Филиппов А.А., Бажин Д.А., Хлобыстов А.Н. Повышение эффективности управления беспилотного летательного аппарата в условиях помех // Информационно-управляющие системы. - 2014. - №. 6 (73). - С. 45-50.
2. Парамонов А.А., Хоанг В.З. Способ повышения помехоустойчивости радиолинии связи в условиях деструктивного воздействия преднамеренных помех // Журнал радиоэлектроники. - 2023. - №. 10. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.10.11.
3. Парамонов А.А., Хоанг В.З. Прием сигналов относительной фазовой телеграфии с весовой обработкой субсимволов в системах передачи информации с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты // Журнал радиоэлектроники. - 2020. - №. 10. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.10.2.
4. Пантенков Д.Г. и др. Техническая реализация высокоскоростного информационного канала радиосвязи с беспилотного летательного аппарата на наземный пункт управления // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2019. - Т. 15. - №. 5. - С. 52-71.
5. Верба В.С., Татарский Б.Г., Ясенцев Д.А. Комплексы с беспилотными летательными аппаратами. В 2-х книгах. М // Радиотехника. - 2016. 1352 с.
6. Даровских С.Н., Головенко А.О., Никитин Н.С. Обработка дискретных составных частотно-модулированных сигналов посредством нейросетевого анализа // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника. - 2015. - Т. 15. - № 3. - С. 163-168. https://doi.org/10.14529/ctcr150321.
7. Евстратько В.В., Коноваленко А.И., Мишуров А.В., Юхманов А.Д. Цифровой радиоприемник на основе нейронной сети. // Журнал радиоэлектроники. - 2024. - №. 1. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.1.5.
8. Тимофеев А.Л., Султанов А. Х. Построение помехоустойчивого кода на базе голографического представления произвольной цифровой информации // Компьютерная оптика. - 2020. - Т. 44. - №. 6. - С. 978-984. https://doi.org/10.18287/2412-6179-CO-739.
9. Timofeev A.L., Sultanov A.K. Holographic method of error-correcting coding // Optical Technologies for Telecommunications 2018. - SPIE, 2019. - Т. 11146. - С. 365-370. https://doi.org/10.1117/12.2526922.
10. Тимофеев А.Л., Султанов А.Х., Мешков И.К., Гизатулин А.Р. Использование спектрального подхода при обработке изображений и произвольных данных // Информационно-управляющие системы. - 2022. - №. 4 (119). - С. 2-11. https://doi.org/10.31799/1684-8853-2022-4-2-11.
11. Timofeev A.L., Sultanov A.Kh., Meshkov I.K., Gizatulin A.R. Spectral holographic coding // Optical Technologies for Telecommunications 2021. - SPIE, 2022. - Т. 12295. - С. 233-238. https://doi.org/10.1117/12.2632147.
12. Тимофеев А.Л., Султанов А.Х., Мешков И.К., Гизатулин А.Р. Радиолокация с голографическим кодированием зондирующего сигнала // Журнал радиоэлектроники. - 2024. - №. 3. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.3.11.
13. Дворкович В.П., Дворкович А.В. Цифровые видеоинформационные системы (теория и практика) // М.: Издательство Техносфера. - 2012.