Повышение срока активного использования бортовой электронной аппаратуры космических аппаратов
Автор: Тимофеев А. Л., Султанов А. Х., Мешков И. К., Гизатулин А. Р.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau
Рубрика: Информатика, вычислительная техника и управление
Статья в выпуске: 1 т.25, 2024 года.
Бесплатный доступ
Для электронной аппаратуры космических систем, и в первую очередь устройств памяти, актуальна задача защиты от воздействия ионизирующего космического излучения и других внешних факторов, искажающих хранимую и обрабатываемую информацию. В данной работе предложен голографический метод кодирования, позволяющий восстанавливать информацию при большом числе ошибок. Метод основан на записи в память вместо исходных данных цифровой голограммы виртуального цифрового объекта, соответствующего блоку данных. Использовано свойство делимости голограммы, позволяющее восстановить записанный блок данных по его фрагменту. Достигаемый уровень помехоустойчивости определяется размером голограммы. Для 8-разрядного блока данных запись 256-разрядной голограммы обеспечивает восстановление информации при потере 75 % записанной голограммы. Разработанный декодер корректирует пакет зависимых (группирующихся) ошибок, искажающих все биты голограммы. Количество случайных независимых ошибок, которые корректирует декодер, может составлять до 40 % записанной информации. Система хранения информации, устойчивая к ионизирующему излучению, представляет собой массив памяти увеличенной емкости с учетом выбранного коэффициента избыточности, и контроллер памяти, осуществляющий голографическое кодирование при записи информации и декодирование с автоматическим исправлением ошибок при чтении информации. Алгоритм работы самого контроллера может быть реализован в виде программируемой логической интегральной схемы, либо хранится в постоянном запоминающем устройстве, не подверженном влиянию ионизирующего излучения.
Голографическое кодирование, корректирующий код, исправление случайных и группирующихся ошибок
Короткий адрес: https://sciup.org/148328311
IDR: 148328311 | DOI: 10.31772/2712-8970-2024-25-1-33-42
Список литературы Повышение срока активного использования бортовой электронной аппаратуры космических аппаратов
- Максимов И. А., Кочура С. Г., Авдюшкин С. А. Основные положения методологии обеспечения стойкости бортовой аппаратуры космических аппаратов к воздействию радиационных эффектов космического пространства // Сибирский аэрокосмический журнал. 2023. Т. 24, № 1. С. 116–125. Doi: 10.31772/2712-8970-2023-24-1-116-125.
- Collier R. J., Burckhardt C. B., Lin L. H. Optical Holography. Murray Hill, New Jersey. 1971.
- Bruckstein A.M., Holt R.J., Netravali A.N. Holographic image representations: the subsampling method // IEEE Int. Conference on Image Processing. Santa Barbara. California, USA. 1997. Vol. 1. P. 177–180.
- Bruckstein A. M., Holt R. J. Netravali A. N. Holographic representation of images // IEEE Transactions on Image Processing. 1998. No. 7. P. 1583–1587.
- Bruckstein A. M., Holt R. J., Netravali A. N. On Holographic Transform Compression of Images // Proceedings 15th International Conference on Pattern Recognition ICPR-2000. John Wiley & Sons Inc. 2001. P. 244–252. Doi: 10.1109/ICPR.2000.903528.
- Dovgard R. Holographic image representation with reduced aliasing and noise effects // Image Processing. IEEE Transactions. 2004. No. 13(7). P. 867–872.
- Колесов В. В., Залогин Н. Н., Воронцов Г. М. Метод псевдоголографического кодирования // Радиотехника и электроника. 2002. Т. 2, № 5. С. 583–588.
- Баринова Д. А. Разработка и исследование алгоритмов обработки цифровых изображений, представленных в псевдоголографических кодах // Компьютерная оптика. 2005. Т. 27. С. 149–154.
- Clark G. C. Jr., Cain J. B. Error-Correction Coding for Digital Communications // Plenum Press. New York. Second printing, 1982.
- Тимофеев А. Л. Использование голографического кодирования для повышения помехоустойчивости каналов связи // ИТпортал. 2018. Т. 18, № 2 [Электронный ресурс]. URL: http://itportal.ru/science/tech/ispolzovanie-golograficheskogo-kodi (дата обращения: 02.01.2024).
- Timofeev A. L., Sultanov A. Kh. Holographic method of error-correcting coding // Optical Technologies for Telecommunications. 2018. Proceedings Vol. 11146, 111461A. 2019. Doi: 10.1117/12.2526922.
- Тимофеев А. Л., Султанов А. Х. Построение помехоустойчивого кода на базе голографического представления произвольной цифровой информации // Компьютерная оптика. 2020. Т. 44, № 6. С. 978–984. Doi: 10.18287/2412-6179-CO-739.
- Тимофеев А. Л., Султанов А. Х. Применение помехоустойчивых позиционных делимых кодов // Проблемы техники и технологий телекоммуникаций-2020: сб. тр. XXII Междунар. науч.техн. конф. Самара: ПГУТИ, 2020. С. 12–15.
- Timofeev A. L., Sultanov A. Kh., Filatov P. E. Holographic method for storage of digital information // Proc. SPIE 11516, Optical Technologies for Telecommunications. 2019. Vol. 1151604. N. Y.: SPIE, 2020. Doi: 10.1117/12.2566329.
- Gallagher R. Information Theory and Reliable Communication. New York: Wiley, 1968.
- Anderson J. B., Mohan S. Source And Channel Coding An Algorithmic Approach // Springer Science+Business Media. New York. 1991.
- Sklar B. Digital Communications: Fundamentals and Applications. Second Edition // Prentice Hall P T R Upper Saddle River. New Jersey. 2001.
- Mac Williams F. J., Sloane N. J. A. The Theory of Error-Correction Codes // Bell Laboratories. Murray Hill. NJ 07974. U.S.A. 1977.
