10.14489/vkit.2024.11.pp.046-053

DOI: 10.14489/vkit.2024.11.pp.046-053

Плотников А. И., Левина А. Б., Ланина А. А., Зикратов И. А.
СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ СИНДРОМНОГО И МЯГКОГО ДЕКОДИРОВАНИЯ ДЛЯ КОДА ХЭММИНГА
(с. 46-53)

Аннотация. Проведено сравнение скорости и корректности работы мягкого алгоритма декодирования, описанного в патенте RU 2738724C1, с методами жесткого декодирования – синдромным декодированием и алгоритмом Витерби. Реализованы алгоритмы декодирования и алгоритм параллельного вычисления таблицы синдромов без блокировок потоков на языке программирования Java. Подробно описан код Хэмминга в обоих методах декодирования. Показано, что предложенный метод вероятностного декодирования имеет лучшие характеристики по скорости работы и корректности, чем все остальные методы, а методы жесткого декодирования содержат в среднем больше ошибок, чем алгоритм мягкого декодирования для определенного числа итераций.

Ключевые слова: теория кодирования; передача данных; коды Хэмминга; синдромное декодирование; мягкое декодирование.

Plotnikov A. I., Levina A. B., Lanina A. A., Zikratov I. A.
COMPARISON OF METHODS SYNDROME AND SOFT DECODING FOR HAMMING CODE
(pp. 46-53)

Abstract. Information technology and computer technology are rapidly developing, which leads to increased requirements for information transmission systems. To meet current security requirements, it is necessary to ensure a high level of information integrity and accessibility. One of the most effective ways to ensure the integrity of information is noise-resistant coding. The speed of data acquisition and the correctness of their recovery largely depends on the choice of the decoding method. Many decoding methods have a high complexity of implementation, so their use is not always effective. This article discusses a comparison of syndromic decoding and soft decoding methods for a linear Hamming code. The paper presents a comparison of the speed and correctness of the soft decoding algorithm described in patent RU 2738724C1 with hard decoding methods – syndrome decoding and the Viterbi algorithm. The implementation of the decoding algorithms and algorithm of parallel syndromes table computation without thread blocks on Java programming language has been carried out in this work. The paper provides a detailed description of the Hamming code, syndrome decoding and soft decoding, and a comparison of these decoding methods is demonstrated and analyzed in detail. Conclusions are presented showing that the proposed probabilistic decoding method has better characteristics in terms of speed and correctness than all other methods, and hard decoding methods have on average more errors than the soft decoding algorithm for a certain number of iterations.

Keywords: Coding theory; Data transmission; Hamming codes; Syndrome decoding; Soft decoding.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

А. И. Плотников, А. Б. Левина, А. А. Ланина (Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), Санкт-Петербург, Россия)
И. А. Зикратов (Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-Бруевича, Санкт-Петербург, Россия) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Eng

A. I. Plotnikov, A. B. Levina, A. A. Lanina (Saint Petersburg Electrotechnical University “LETI”, Saint Petersburg, Russia),
I. A. Zikratov (Saint Petersburg State University of Telecommunications Bonch-Bruevichа, Saint Petersburg, Russia) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Пат. 2776424 Российская Федерация, МПК H04B 1/02 (2006.01), H03H 7/40 (2006.01). Помехозащищенная передающая система с автоматическим устройством согласования, использующим широко-полосный сигнал: № 2021138901; заявл. 27.12.2021; опубл. 19.07.2022 / Чупеев С. А., Назаров Н. М.; за-явитель и патентообладатель АО «Концерн «Созвез-дие». 14 с.
2. Пат. 2738409 Российская Федерация, МПК H04B 7/185 (2006.01). Способ помехозащищенного приема сигналов систем спутниковой связи: № 2020121005; заявл. 18.06.2020; опубл. 14.12.2020 / Емельянов Р. В., Строцев А. А.; заявитель и патенто-обладатель ФГУП «РНИИРС». 27 с.
3. Фам Хак Хоан, Смолякова О. Г. Кодовая и двухмерная идентификация ошибок в декодировании итеративных кодов // Доклады БГУИР. 2008. № 1 (31). С. 70 – 75.
4. Шкиленок А. В. Коррекция ошибок циклическими кодами c использованием стираний // Доклады БГУИР. 2009. № 5(43). С. 46–50.
5. Гринченко Н. Н., Королева Е. П., Хизриева Н. И. Повышение скорости работы декодера в системах передачи данных за счет использования параллельных вычислений // Известия ТулГУ. Техниче-ские науки. 2019. № 3, С. 217–222.
6. Пат. 2699833 Российская Федерация, МПК H04L 1/20 (2006.01), H03M 13/00 (2006.01). Способ ускоренного декодирования линейного кода: № 2018139279; заявл. 08.11.2018; опубл. 11.09.2019 / Золотарев В. В.; заявитель и патентообладатель В. В. Золотарев. 6 с.
7. Мак-Вильямс Ф. Дж., Слоэн Н. Дж. А. Теория кодов, исправляющих ошибки. М.: Связь, 1979. 744 с.
8. Кудряшов Б. Д. Основы теории кодирования: учеб. пособие. СПб.:БХВ-Петербург, 2016. 400 с.
9. Пат. 2738724С1 Российская Федерация, МПК H03M 13/13 (2006.01). Способ мягкого декодирования помехоустойчивого кода: № 2020119192; заявл. 02.06.2020; опубл. 16.12.2020 / Квашенников В. В.; заявитель и патентообладатель АО «КНИИТМУ». 9 с.
10. Витерби А. Д., Омура Дж. К. Принципы цифровой связи и кодирования; пер. с англ. под ред. К. Ш. Зингангирова. М.: Радио и связь, 1982. 536 с.

Eng

1. Chupeev S. A., Nazarov N. M. Noise-proof transmission system with automatic matching device using a wideband signal. Ru Patent No. 2776424. Russian Federation. [in Russian language]
2. Emel'yanov R. V., Strotsev A. A. Method for noise-free reception of signals from satellite communication systems. Ru Patent No. 2738409. Russian Federation. [in Russian language]
3. Fam Hak Hoan, Smolyakova O. G. (2008). Code and two-dimensional error identification in decoding iterative codes. Doklady BGUIR, 31(1), 70 – 75. [in Russian language]
4. Shkilenok A. V. (2009). Error correction using cyclic codes using erasures. Doklady BGUIR, 43(5), 46 – 50. [in Russian language]
5. Grinchenko N. N., Koroleva E. P., Hizrieva N. I. (2019). Increasing the speed of decoder operation in data transmission systems through the use of parallel compu-ting. Izvestiya TulGU. Tekhnicheskie nauki, (3), 217 – 222. [in Russian language]
6. Zolotarev V. V. Method for accelerated linear code decoding. Ru Patent No. 2699833. Russian Federation. [in Russian language]
7. Mak-Vil'yams F. Dzh., Sloen N. Dzh. A. (1979). Theory of error-correcting codes. Moscow: Svyaz'. [in Russian language]
8. Kudryashov B. D. (2016). Fundamentals of coding theory: textbook. Saint Petersburg: BHV-Peterburg. [in Russian language]
9. Kvashennikov V. V. Method for soft decoding of noiseresistant code. Ru Patent No. 2738724 С1. Russian Federation. [in Russian language]
10. Zingangirov K. Sh. (Ed.), Viterbi A. D., Omura Dzh. K. (1982). Principles of digital communication and coding. Moscow: Radio i svyaz'. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/vkit.2024.11.pp.046-053

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/vkit.2024.11.pp.046-053

and fill out the form