АЛГОРИТМЫ ПРОТОКОЛА ПОМЕХОУСТОЙЧИВОЙ ПЕРЕДАЧИ ПЕРЕСТАНОВОК В УСЛОВИЯХ ИНТЕНСИВНОГО ШУМА В КАНАЛЕ СВЯЗИ
DOI:
https://doi.org/10.52167/1609-1817-2024-135-6-421-430Ключевые слова:
помехоустойчивая передача, криптографический протокол, алгоритм перестановки, факториальное кодирование, уровень шумаАннотация
В данной статье предложен алгоритм помехоустойчивой передачи перестановок, предназначенный для применения в системах связи, использующих неразделимое факториальное кодирование. Основное внимание уделено реализации данного алгоритма в трехэтапных криптографических протоколах на основе перестановок. Одним из ключевых аспектов этого подхода является использование циклического двоичного сдвига перестановки-переносчика для представления каждого символа передаваемой перестановки. Перестановка-переносчик, выбранная для передачи данных, обладает максимальным значением минимального расстояния Хэмминга между своим двоичным представлением и всеми своими циклическими сдвигами. Основное преимущество алгоритма заключается в его способности функционировать при вероятности битовой ошибки, близкой к 0,5, что делает его уникальным для систем связи в условиях низкого уровня сигнал. Большинство традиционных методов, таких как коды с исправлением ошибок, менее эффективны при таких высоких уровнях шума.
Библиографические ссылки
[1] Дж. С. Аль-Аззех, Б. Айюб, Э. Фор, В. Швыдкий, О. Харин и А. Лавданский. Телекоммуникационные системы с множественным доступом на основе факторного кодирования данных // Международный журнал по антеннам и распространению радиоволн (IRECAP), т. 10, № 2, стр. 102–113, 2020, doi: 10.15866/irecap.v10i2.17216.
[2] А.-С. Бана, К. Ф. Триллингсгаард, П. Поповски и Э. де Карвальо. Структура коротких пакетов для сверхнадежной машинной связи: компромисс между обнаружением и декодированием // Труды международной конференции IEEE по акустике, речи и обработке сигналов (ICASSP), стр. 6608–6612, 2018, doi: 10.1109/ICASSP.2018.8461650.
[3] Э. В. Фор. Факториальное кодирование с восстановлением данных // Вісник Черкасского государственного технологического университета, № 2, стр. 33–39, 2016.
[4] E. V. Faure, “Factorial coding with error correction,” Radio Electronics Computer Science Control, vol. 3, pp. 130–138, 2017, doi: 10.15588/1607-3274-2017-3-15.
[5] A. Trasl, E. Schmitt, T. Hößler, L. Scheuvens, N. Franchi, N. Schwarzenberg, G. Fettweis, “Outage prediction for ultra-reliable low-latency communications in fast fading channels’, Eurasip Journal on Wireless Communications and Networking, vol. 2021, no. 1, 2021, doi: 10.1186/s13638-021-01964-w.
[6] K. Wang, C. Pan, H. Ren, W. Xu, L. Zhang, and A. Nallanathan, “Packet Error Probability and Effective Throughput for Ultra-Reliable and Low-Latency UAV Communications,” IEEE Transactions on Communications, vol. 69, no. 1, pp. 73–84, 2021, doi: 10.1109/TCOMM.2020.3025578.
[7] B. Schneier, “Applied cryptography: protocols, algorithms, and source code in C”, 2nd ed. New York: Wiley, 1996.
[8] A. Moldovyan, D. Moldovyan, and N. Moldovyan, “Post-quantum commutative encryption algorithm,” Computer Science Journal of Moldova, vol. 27, no. 3, pp. 299–317, 2019.
[9] A. Shcherba, E. Faure, and O. Lavdanska, “Three-Pass Cryptographic Protocol Based on Permutations,” in Proceeding IEEE 2nd International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 2020, pp. 281–284. doi: 10.1109/ATIT50783.2020.9349343.
[10] Faure E., Shcherba A., Stupka B., Voronenko I., Baikenov A. A Method for Reliable Permutation Transmission in Short-Packet Communication Systems // Information Technology for Education, Science, and Technics. Lecture Notes on Data Engineering and Communications Technologies. Springer, Cham. Vol 178, 2023. P. 177-195. DOI: 10.1007/978-3-031-35467-0_12.
[11] W. W. Peterson and E. J. Weldon, “Error-correcting codes,” 2d ed. Cambridge: MIT Press, 1972.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 Алимжан Байкенов, Эмиль Фауре, Айнур Козбакова, Рат Бердибаев, Ольга Мананкова
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
