Application of Error – Correcting Coding in Hydroacoustic Communication Channels

Abstract

The paper considers the possibility of using error-correcting coding in hydroacoustic communication channels (HACC).Comparison of test results shows that errors substantially packaged, resulting in increase of error probabilities with the large multiplicity and the likelihood of receiving a code word without error. Results of comparative statistical studies of these codes on a channel model with impulse hindranceare listed. As a result of theoretical and practical studies of various structures of error protection device (EPD) to improve the noise immunity of equipment sonar communication systems (HACC) was selected the algorithm of error correction, which is based on convolutional code R = 1/2 with block, the threshold, the iterative decoding. To ensure the independence of errors at the decoder input (decorrelation of error stream), the matrix interleaver are encouraged to use in the EPD

В работе рассматриваются возможности использования помехоустойчивого кодирования в гидроакустических каналах связи (ГАКС). Для обоснования выбора параметров разрабатываемого устройства защиты от ошибок были исследованы статистические характеристики потока ошибок в ГАКС. Сравнение результатов тестирования показывает, что ошибки существенно пакетируются, следствием чего является увеличение вероятностей ошибок большой кратности и вероятности приёма кодового слова без ошибок. Для выяснения характеристик пакетирования ошибок были рассчитаны распределения длин пакетов и длин интервалов между пакетами ошибок. Полученные результаты статистической обработки файлов с массивами ошибок в ГАСС дают основание считать, что в рассматриваемом случае имеет место дискретный канал связи с пакетированием ошибок, который может быть описан математической моделью дискретного канала связи (ДКС) с памятью. Показано, что в рабочей области значений вероятности ошибки на входе декодераpвх (менее 7∙10-2) код (1218,609) уступает коду (404,202), который позволяет вместе с перемежением символов в канале обеспечить сравнительно лучшие условия исправления независимых ошибок. Кроме того, выбранный сверточный код (404,202) с перемежителем практически не уступает в отношении импульсных помех каскадным кодам на основе коротких свёрточных кодов и циклических кодов Рида-Соломона, обычно используемых в аппаратуре цифровой связи при более низкой вероятности ошибок в канале, чем в аппаратуре ГАСС. Приведены результаты сравнительных статистических исследований этих кодов на модели канала с импульсными помехами. В результате теоретических и практических исследований различных структур устройства защиты от ошибок (УЗО) для повышения помехоустойчивости аппаратуры гидроакустических систем связи (ГАСС) был выбран алгоритм исправления ошибок на основе свёрточного кода R=1/2 с блочным, пороговым, итерационным декодированием. Для обеспечения независимости ошибок на входе декодера (декорреляции потока ошибок) в УЗО предлагается использовать матричный перемежитель. Благодаря ему в канале связи символы кода считываются по столбцам матрицы изображения (256х192 четверичных символа), а запись в матрицу и считывание на входе декодера производится построчно