Study of the probabilistic characteristics of PSP synchronization methods: a majority method for processing synchronizing information in MAS protocols for multiple access and Ward's sequential estimation method
Authors: Подольцев В.В. , Ажмухамедов И.М. 
Published: July 2024

Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки методики выбора оптимальной длины синхропоследовательности при мажоритарной обработке сегмента псевдослучайной последовательности (ПСП), которая позволит снизить время синхронизации в условиях возрастания ошибок. В связи с этим, данная статья направлена на исследование вероятностных характеристик сравниваемых методов синхронизации ПСП и разработку методики выбора оптимальной длины синхропоследовательности. Ведущим методом к исследованию данной проблемы является метод последовательной оценки Уорда, позволяющий при малом отношении сигнал/помеха в полосе принимаемого сигнала (H 2 < 1) войти в синхронизм в течение одного периода. В статье представлены результаты имитационного моделирования для метода на основе мажоритарных проверок и метода Уорда. Построены зависимости битовой ошибки декодирования Pм от длины обрабатываемого сегмента N, зависимости символьной ошибки декодирования Pсимв от длины обрабатываемого сегмента N, зависимости среднего времени поиска ПСП от длины обрабатываемого сегмента N. Проведен сравнительный анализ результатов имитационного моделирования для метода Уорда и метода на основе мажоритарного декодирования. На основании проведенных исследований разработана методика выбора оптимальной длины синхропоследовательности при мажоритарной обработке сегмента ПСП. Материалы статьи представляют практическую ценность для научных работников, докторантов, аспирантов, преподавателей, специалистов-практиков, работающих и обучающихся в области информационной безопасности.

The relevance of the study is due to the need to develop a methodology for choosing the optimal sync sequence length during majority processing of a pseudo-random sequence segment (PRS), which will reduce the synchronization time in the face of increasing errors. In this regard, this article is aimed at studying the probabilistic characteristics of the compared PRS synchronization methods and developing a methodology for choosing the optimal sync sequence length. The leading method to study this problem is the Ward sequential estimation method, which allows for a small signal / noise ratio in the band of the received signal (H 2 < 1) to enter synchronism within one period. The article presents the results of simulation for the method based on majority checks and the Ward method. The dependences of the decoding bit error Pм on the length of the processed segment N, the dependencies of the symbolic decoding error Pсимв on the length of the processed segment N, and the dependence of the average search time on the PRS on the length of the processed segment N are constructed. A comparative analysis of the simulation results for the Ward method and the method based on majority decoding is performed. Based on the studies, a methodology was developed for choosing the optimal length of the synchronization sequence during majority processing of the PRS segment. The materials of the article are of practical value for scientists, doctoral students, graduate students, teachers, practitioners working and studying in the field of information security.