Логотип УУНиТ

Уфимский университет науки и технологий

Научные и исследовательские проекты

Разработан метод помехоустойчивого кодирования, основанный на голографическом представлении цифрового сигнала. Процесс кодирования сообщения представляет собой математическое моделирование голограммы, создаваемой в виртуальном пространстве волной от точечного источника. Кодовое слово – это голограмма точки, она же одномерная зонная линейка, несущая информацию о входном блоке данных в виде n-разрядного кода координаты центра зон Френеля. Голографическое представление сигнала обладает большой помехоустойчивостью и позволяет исправлять ошибки всех видов – случайные, пакетные и стирания.

Возможный, но не исчерпывающий перечень направлений использования голографического кода:

  • Повышение надежности передачи информации по цифровым каналам связи, в которых количество случайных ошибок достигает 40%, а количество пакетных ошибок – 100%. Дополнительное преимущество голографического кодирования – алгоритм кодирования одновременно обеспечивает высоконадежное шифрование, так как в роли неизвестного параметра при попытке взлома выступают все параметры виртуальной оптической системы, в которой производилось кодирование. Каждый неизвестный параметр вносит дополнительную степень свободы, повышая размерность задачи взлома.
  • Повышение устойчивости к ионизирующему излучению  систем обработки и хранения информации. Эта проблема актуальна для устройств памяти, используемых в космической технике, и подвергающихся воздействию космического излучения. В результате воздействия космических частиц и жесткого излучения с течением времени накапливается большое количество ошибок, которые не могут быть устранены резервированием устройств памяти, так как резервные блоки подвергаются такому же воздействию и тоже накапливают ошибки. Голографический декодер может быть реализован на жесткой логике и не зависеть от информации, записанной в памяти.
  • Повышение точности позиционирования системы ГЛОНАСС. Точность определения координат в системах глобального позиционирования определяется количеством спутников, одновременно видимых приемным устройством. Для большинства точек земли одновременно находятся в зоне видимости до 11 спутников ГЛОНАСС, однако требуемое отношение сигнал/шум в канале связи обеспечивается только для 2-4 спутников. При использовании голографического кодирования в спутниковом канале приемник сможет работать с бо¢льшим числом спутников, что на порядок повысит точность позиционирования. Для реализации этого метода необходимо организовать передачу той же информации со спутника в отдельном канале с голографическим кодированием.
  • Цифровая радиолокация. Кодирование зондирующего импульса голографическим кодом позволит обнаружить эхо-сигнал при предельно низких отношениях сигнал/шум. Кроме того, такое кодирование повысит скрытность излучения и защиту от дешифровки и видоизменения.
  • Расширение зоны покрытия сетей мобильной передачи данных путем введения дополнительного кодирования, включаемого в каналах с низким отношением сигнал/шум. Переход от одного поколения связи к другому повышает скорость связи, но высокие скорости достигаются только на небольших расстояниях из-за ослабления сигнала вследствие переотражения, многолучевого распространения и других факторов. Возникающие в канале ошибки снижают реальную скорость передачи информации на несколько порядков от потенциальной скорости, определяемой стандартом. Возможным способом решения этой проблемы является использование голографического кода. Результаты моделирования процесса передачи цифрового сигнала по зашумленному каналу связи показали, что на границе зоны покрытия сети 4G голографический код обеспечивает выигрыш в скорости передачи данных в 47 раз.