Теоретические основы разработки инновационных технологий передачи данных

Автоматика, связь, информатика. 2022. № 4. С. 17–20

Automation, communications, informatics. 2022. № 4. Р. 17–20

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Научная статья

УДК 631.396, 623.76; 621.396

DOI: 10.34649/AT.2022.4.4.004

Теоретические основы разработки инновационных технологий передачи данных

Сергей Сергеевич Кукушкин

Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте, Центр роботизации технологических процессов, главный научный сотрудник отдела научно-исследовательской работы, д-р техн. наук, профессор, заслуженный изобретатель, Москва, Россия, s.kukushkin@vniias.ru

Аннотация. В статье рассматривается возможность повышения эффективности существующих и разрабатываемых систем передачи информации за счет применения современных прикладных математических методов. Показаны противоречия многих требований, предъявляемых к системам связи. При этом конфликт противоречий усугубляется в условиях ограничений, определяемых пропускной способностью и энергетическим бюджетом радиоканалов, а также из-за действия помех. Помимо этого, повышение скорости передачи данных приводит к ухудшению их качества, под которым понимается полнота и достаточность получаемой информации, ее достоверность, а также оперативность информационной поддержки принятия решений. Возможности традиционных методов разрешения множащихся противоречий практически исчерпаны. В статье предложены новые подходы с применением прикладной математической теории конечных полей, использование которых составляет основу синтеза многих проблемно-ориентированных инновационных информационных технологий. Рассматриваемые подходы применимы в существующих системах передачи информации путем перепрограммирования элементной базы в виде программируемых логических интегральных схем, микроконтроллеров и микропроцессоров.

Ключевые слова: передача информации в условиях помех,  дополнительное кодирование замещающим троичным кодом, ограничения и возможности существующих информационных технологий, информационная безопасность инфотелекоммуникационных систем

Для цитирования: Кукушкин С.С. Теоретические основы разработки инновационных технологий передачи данных // Автоматика, связь, информатика. 2022. № 4. С. 17–20. DOI: 10.34649/AT.2022.4.4.004

INFORMATION TECHNOLOGY

Original article

Theoretical foundations of the development of innovative data transmission technologies

Sergey S. Kukushkin

Research and Design Institute of Informatization, Automation and Communication in Railway Transport, Center for Robotization of Technological Processes, Deputy General Director, Moscow, Russia, s.kukushkin@vniias.ru

Abstract. The article considers the possibility of increasing the efficiency of existing and developed information transmission systems through the use of modern applied mathematical methods. The contradictions of many requirements for communication systems are shown. At the same time, the conflict of contradictions is aggravated under the conditions of restrictions determined by the bandwidth and energy budget of radio channels, as well as due to the effect of interference. In addition, an increase in the data transfer rate leads to a deterioration in their quality, which is understood as the completeness and sufficiency of the information received, its reliability, as well as the efficiency of information support for decision-making. The possibilities of traditional methods of resolving multiplying contradictions are practically exhausted. The article proposes new approaches using the applied mathematical theory of finite fields, the use of which forms the basis for the synthesis of many problem-oriented innovative information technologies. The main advantage of this approach is the possibility of adaptation to existing information transmission systems by software methods by reprogramming their element base in the form of programmable logic integrated circuits, microcontrollers and microprocessors.

Keywords: transmission of information under interference conditions, additional coding with a replacement code, limitations and capabilities of existing information technologies, information security of infotelecommunication systems

For citation: Kukushkin S.S. Theoretical foundations of the development of innovative data transmission technologies // Automation, communications, informatics. 2022. № 4. P. 17–20. DOI: 10.34649/AT.2022.4.4.004

Список источников

1. Макклеллан Дж.Х., Рейдер Ч.М. Применение теории чисел в цифровой обработке сигналов : пер. с анг. М.: Радио и связь, 1983. 264 с.

2 Свердлик М.Б. Оптимальные дискретные сигналы. М.: Советское радио, 1975. 200 с.

3. Блейхут Р.Э. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки : пер. с англ. М.: Мир, 1986. 576 с.

4. Фомин С.В. Системы счисления. М.: Наука, 1980. 48 с.

5. Лидл Р., Нидеррайтер Г. Конечные поля : пер с англ. Т. 2. М.: Мир, 1988. 882 с.

6. Торгашев В.А. Система остаточных классов и надежность ЦВМ. М.: Советское радио, 1973. 120 с.

7. Акушский И.Я., Юдицкий Д.И. Машинная арифметика в остаточных классах. М.: Советское радио, 1968. 140 с.

8. Введение в криптографию / под ред. В.В. Ященко. М.: МЦНМО-ЧеРо, 1998. 271 с.

9. Кукушкин С.С. Теория конечных полей и информатика. Т.1. Методы и алгоритмы, классические и нетрадиционные, основанные на использовании конструктивной теоремы об остатках. М.: МО РФ, 2003. 284 с.

10. Кукушкин С.С., Гладков И.А., Чаплинский В.С. Методы и информационные технологии контроля состояния динамических систем / Минобороны РФ. М.: Хоружевский А.И., 2008. 326 с.

11. Кукушкин С.С. Математические методы преобразования и обработки измерительной информации при испытаниях и штатной эксплуатации ракетно-космической техники / Минобороны РФ. М.: ВА РВСН им. Петра Великого, 2009. 276 с.

12. Информационно-измерительное обеспечение натурных испытаний сложных технических комплексов / Ю.Г. Булычев, В.В. Васильев, С.С. Кукушкин и др. М.: Машиностроение-Полет, 2016. 439 с.

© Москва «Автоматика, связь, информатика» 2022