Анотація до роботи:

Жученко О.С. Метод ітеративного декодування турбокодів зменшеної складності в телекомунікаційних системах. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.02 – Телекомунікаційні системи та мережі. – Українська державна академія залізничного транспорту, Харків, 2005.

Дисертаційна робота присвячена розробці методу ітеративного декодування турбокодів зменшеної складності, орієнтованого на застосування в телекомунікаційних системах, що функціонують в умовах малого енергетичного відношення сигнал/шум. Зменшення складності методу ітеративного декодування турбокодів досягається за рахунок зменшення кількості операцій декодування, що приходяться на один інформаційний символ (складності декодування) і об'єму пам'яті ітеративного турбодекодера із забезпеченням заданої вірогідності інформації, що передається.

У дисертаційній роботі проведене теоретичне узагальнення й отримане нове рішення наукового завдання по розробці методу ітеративного декодування турбокодів зменшеної складності на основі комбінування алгоритмів декодування складових декодерів, введення процедури контролю якості декодування й зміни структури перемежувача із забезпеченням заданої вірогідності інформації, що передається.
Основними висновками по роботі є наступні.

1. Проведений аналіз показав, що на відміну від відомих послідовних каскадних кодів, турбокоди, що є паралельними каскадними кодами, дозволяють для їхнього декодування застосовувати процедуру ітеративного декодування. При цьому виявляється можливою передача інформації при енергетичному відношенні сигнал/шум близьким до гранично можливого значення, обумовленого теоремою Шеннона, оскільки характеристики ітеративного турбодекодера близькі до декодера максимальної правдоподібності. Недоліком відомого методу ітеративного декодування турбокодів є його висока складність, що приводить до зниження швидкості обробки інформації за рахунок збільшення складності декодування, і збільшенню об'єму пам'яті турбодекодера, що підвищує витрати на його реалізацію. Виявлено протиріччя між зростаючими вимогами до вірогідності інформації, що передається, й можливостями сучасної мікроелектроніки при реалізації метода ітеративного декодування турбокодів.

2. Найбільш важливими науковими результатами, які отримані в роботі, є
наступні:

– одержав подальший розвиток метод ітеративного декодування турбокодів, що відрізняється від відомого застосуванням процедури комбінування складових декодерів турбодекодера з різними алгоритмами декодування та дозволяє зменшити складність декодування при незначному збільшенні ймовірності помилки;

– одержав подальший розвиток метод оцінки дисперсії шуму каналу, що відрізняється від відомих урахуванням оцінки дисперсії м'яких рішень турбодекодера та дозволяє ввести в турбодекодер контроль якості ітеративного декодування без збільшення складності апаратної реалізації турбодекодера для зменшення складності декодування;

– вперше отримано аналітичний вираз для оцінки коефіцієнтів кореляції м'яких рішень ітеративного турбодекодера на другій ітерації, використання якого дозволяє підвищити точність оцінки впливу структури перемежувача на ефективність ітеративного декодування турбокодів. Удосконалено метод формування структури перемежувача для перемеження послідовностей різної довжини, що мінімізує кореляцію м'яких рішень турбодекодера й відрізняється від відомого відсутністю обмеження на значення довжини послідовностей, що перемежують, та дозволяє зменшити складність методу ітеративного декодування турбокодів за рахунок зменшення об'єму пам'яті, необхідного для перемеження послідовностей різної довжини.

3. Найбільш важливими практичними результатами, які отримані в роботі, є
наступні:

– розроблено програмну реалізацію методу ітеративного декодування турбокодів зменшеної складності, що дозволяє зменшити складність декодування залежно від відношення сигнал/шум каналу в 2,03,9 рази й зменшити об'єм пам'яті, необхідний для реалізації перемеження послідовностей різної довжини, в 25 разів при незначному збільшенні ймовірності помилки;

– розроблені практичні рекомендації з використання методу ітеративного декодування турбокодів зменшеної складності в телекомунікаційних системах. Застосування турбокодів дозволяє отримати енергетичний виграш від кодування 6 8 дБ при значенні ймовірності помилки 10^-5. Розроблено алгоритм вибору параметрів кодів Рида-Соломона при використанні турбокодів у послідовних каскадних кодових конструкціях. Використання турбокодів у складі каскадних кодів разом з кодами Рида-Соломона дозволяє отримати енергетичний виграш від кодування 9 11 дБ при значенні ймовірності помилки 10^-9;

– отримані результати використані в науково-дослідних роботах «Мрія»,
«Алгоритм», «Інтеграція-А». Отримано акти реалізації результатів досліджень при проведенні науково-дослідних робіт, на виробництві при розробці апаратури передачі даних у НТ СКБ «Полісвіт» і в навчальному процесі Харківського університету Повітряних Сил.

4. Обґрунтованість отриманих результатів заснована на коректному застосуванні основних положень теорії кодування, теорії ймовірностей, статистичної теорії зв'язку, теорії множин, математичної статистики.

5. Достовірність отриманих результатів підтверджується збіжністю теоретичних результатів і результатів по обробці експериментальних даних, отриманих у ході функціонування розробленої програмної моделі.

Публікації автора:

1. Приходько С.И., Жученко А.С., Пархоменко Д.А. Один из способов построения случайных кодов большой длины // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. – 2004.– №1 – С. 19 – 21.

2. Приходько С.И., Жученко А.С., Пархоменко Д.А. Модифицированный метод декодирования турбокодов // Системи обробки інформації. – Х.: ХВУ. – 2004. – Вип. 3. – С. 174 – 178.

3. Приходько С.И., Жученко А.С., Пархоменко Д.А. Анализ числовых характеристик логарифма отношения правдоподобия МАР декодера // Радиоэлектроника и информатика. – 2004. – №2(27). – С. 109 – 112.

4. Приходько С.И., Жученко А.С., Пархоменко Д.А. Метод оценки дисперсии шума в турбодекодере // Системи обробки інформації. – Х.: ХВУ. – 2004. – Вип. 9(37). – С. 136 – 140.

5. Жученко А.С. Оценка влияния перемежителей на эффективность итеративного декодирования турбокодов // Системи обробки інформації. – Х.: ХВУ. – 2004. – Вип. 8(36). – С. 157 – 164.

6. Жученко А.С. Метод формирования перемежителя турбодекодера для перемежения последовательностей различных длин // Збірник наукових праць. – Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова. – Київ: НАН України, 2004. – Вип. 25. – С. 42 – 47.

7. Приходько С.И., Жученко А.С. Алгебраический метод формирования структуры перемежителя кодека турбокода // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. – 2005.– №3 – С. 44 – 48.

8. Приходько С.І., Жученко О.С., Пархоменко Д.О. Модифікований метод декодування турбокодів // IV наукова конференція молодих вчених Харківського військового університету, 14–15 квітня 2004 року. Тези доповідей. – Х.: ХВУ, 2004. – С. 59.

9. Приходько С.І., Жученко О.С., Пархоменко Д.О. Метод формування перемежувача турбокодера для перемеження послідовностей різних довжин // Перша науково-технічна конференція Харківського університету Повітряних Сил, 16-17 лютого 2005 р. Тези доповідей. –Х.: ХУ ПС, 2005. – С. 212–213.

10. Приходько С.И., Жученко А.С., Пархоменко Д.А. Модифицированный метод декодирования турбокодов // Материалы 8-го международного форума «Радиоэлектроника и молодежь в XXI веке». – Х.: ХНУРЭ, 2004. – Ч. 1. – С. 79.

11. Приходько С.И., Жученко А.С. Алгебраический метод формирования структуры перемежителя кодека турбокода // Перша міжнародна наукова конференція „Теорія та методи обробки сигналів”: Тези доповідей. – К.: НАУ, 2005. – С. 78–79.

12. Приходько С.И., Жученко А.С., Гиневский А.М. Метод итеративного декодирования турбокодов уменьшенной сложности в информационно-телекоммуникационных системах // Матеріали 18 міжнародної науково-практичної конференції „Перспективні системи управління на залізничному, промисловому й міському транспорті”. – Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. – 2005.– №5 – С. 91 – 92.