ترميز الشبكة المثلثية

في نظرية الترميز ، يُعدّ ترميز الشبكة المثلثية ( TNC ) نظامًا غير خطي لترميز الحزم، طُوّر بواسطة قريشي، فوه ، وكاي (2012) . [ 1 ] سابقًا، كان ترميز الحزم للشبكة يتم باستخدام ترميز الشبكة الخطي (LNC). يتمثل عيب LNC على الحقول المنتهية الكبيرة في ارتفاع التعقيد الحسابي لعمليتي الترميز وفك الترميز . بينما يُخفف الترميز وفك الترميز الخطي على حقل GF(2) من مشكلة التعقيد الحسابي، إلا أن الترميز على GF(2) يأتي على حساب انخفاض معدل نقل البيانات.

تتمثل المساهمة الرئيسية لترميز الشبكة المثلثية في تقليل التعقيد الحسابي لفك التشفير في أسوأ الحالاتيا(ن3){\displaystyle O(n^{3})}ليا(ن2){\displaystyle O(n^{2})}(حيث n هو العدد الإجمالي لحزم البيانات التي يتم ترميزها في حزمة مشفرة) دون التأثير سلبًا على أداء الإنتاجية، مع معدل ترميز مماثل لمعدل الترميز الأمثل.

تم اقتراح الشفرة المثلثية أيضًا كشفرة نافورة [ 2 ] لتحقيق أداء شبه مثالي مع تعقيد حسابي للترميز وفك الترميز.يا(نسجلن){\displaystyle O(n\log n)}وقد ثبت كذلك أن كود النافورة القائم على المثلثات يمكن أن يتفوق حتى على كود تحويل لوبي المحسن . [ 2 ]

التشفير وفك التشفير

مثال على ترميز أربع حزم بيانات باستخدام TNC. البت bᵢ، k { 0,1 } هو البت رقم i من الحزمة رقم k . يبلغ طول كل حزمة في الأصل B بت. يبلغ طول الحزمة المُرمَّزة الناتجة B + 3 بت. تتضمن ترويسة الحزمة المُرمَّزة معلومات حول عدد البتات الزائدة من نوع '0' المضافة في بداية كل حزمة.  

في تقنية TNC، تتم عملية التشفير على مرحلتين. أولاً، تُضاف بتات "0" زائدة في بداية ونهاية كل حزمة بحيث تكون جميع الحزم متساوية في طول البتات. ثم تُشفّر الحزم باستخدام عملية XOR ، بتًا بتًا. تُضاف بتات "0" بطريقة تُولّد نمطًا مثلثيًا .

باختصار، تتضمن عملية فك تشفير TNC، مثل عملية فك تشفير LNC، عملية حذف غاوسية . ومع ذلك، نظرًا لأن حزم TNC مشفرة بطريقة تجعل الحزم المشفرة الناتجة على شكل نمط مثلثي، فإن عملية الحساب الخاصة بالتثليث [ 3 ] ذات تعقيد منيا(ن3){\displaystyle O(n^{3})}، أينن{\displaystyle n}عدد الحزم، ويمكن تجاوزه. يحتاج المُستقبِل الآن فقط إلى إجراء استبدال عكسي، [ 3 ] مع تعقيد الحالة الأسوأ كما يلي:يا(ن2){\displaystyle O(n^{2})}لكل موقع بت.

مراجع

  1. قريشي، جلال الدين؛ فوه، تشوان هينغ؛ كاي، جيانفي (2012). "الحل الأمثل لمشكلة ترميز الفهرس باستخدام ترميز الشبكة على حقل غالوا GF(2)". المؤتمر السنوي التاسع لجمعية مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) للاتصالات حول أجهزة الاستشعار، والشبكات المتداخلة، والشبكات المخصصة (SECON) . الصفحات 134-142 . arXiv : 1209.6539 . Bibcode : 2012arXiv1209.6539Q . doi : 10.1109/SECON.2012.6275780 . ISBN  978-1-4673-1905-8. S2CID 8977891 . .
  2. 1 2 قريشي، جلال الدين؛ فوه، تشوان هينغ (أغسطس 2023). "الرمز المثلثي: رمز نافورة زمني خطي شبه مثالي" . الاتصالات الرقمية والشبكات . 9 (4): 869-878 . doi : 10.1016/j.dcan.2022.12.006 .
  3. 1 2 ج. ب. فرالي، و ر. أ. بوريجارد، الجبر الخطي. الفصل 10، شركة أديسون-ويسلي للنشر، 1995.