Тема лекции. Помехоустойчивое кодирование в цспи Введение

Помехоустойчивое кодирование занимает особое место среди методов кодирования используемых в ЦСПИ. Именно от эффективности помехоустойчивого кодирования главным образом зависит качество передачи информации представляемой в цифровом виде.

Рассмотренный на предшествующей лекции принцип помехоустойчивого кодирования на практике реализуются при построении различных по своей структуре и возможностям помехоустойчивых кодов. Однако, при всем многообразии таких кодов неизбежны общие черты свойственные основным их группам. С учетом данного обстоятельства целесообразно более детально рассмотреть вопрос классификации помехоустойчивых кодов и их характеристики, поскольку при этом появится возможность некоторой систематизации знаний в вопросе помехоустойчивого кодирования в целом.

5.4. Методы помехоустойчивого кодирования и классификация помехоустойчивых кодов

В настоящее время разработано большое число методов помехоустойчивого кодирования. Соответственно помехоустойчивые коды могут быть классифицированы по различным признакам свойственным данным методам. Классификация помехоустойчивых кодов по некоторым признакам приведена на рис.5.4.

По способу метода кодирования помехоустойчивые коды обычно разбивают на два класса: блочные и непрерывные.

Блочное кодирование состоит в том, что последовательность символов источника сообщений (последовательность нулей и единиц) разделяется на блоки¹, которые обычно называют кодовыми комбинациями. Блоки, содержащие k символов каждый, по определенному закону преобразуются кодером в n-символьные блоки, причем . В качестве примера на рис.5.5 представлена схема блочного кодера дляи. Каждый символ выходного блока информации получается как сумма по модулю 2 нескольких символов входного блока, для чего используютсяn сумматоров по модулю 2.

Совокупность всех возможных кодовых комбинаций при блочном способе кодирования, и есть блочный код.

Блочные коды подразделяются на разделимые и неразделимые. К разделимым относятся коды, кодовые комбинации которых состоят из двух частей: информационной и проверочной. Обычно проверочные символы получаются посредством некоторых операций над информационными символами. Разделимые коды условно обозначают в виде (n, k), где n – число символов в кодовой комбинации, k – число информационных символов. Тогда число проверочных символов в разделимых блочных кодах равно r = n - r.

К неразделимым относятся коды, кодовые комбинации которых нельзя разделить на информационные и проверочные части. Примером неразделимого кода может служить код с постоянным весом.

Самый большой класс разделимых кодов составляют систематические коды, у которых значения проверочных символов определяются в результате проведения линейных операций над информационными символами. Последовательность линейных операций и число проверочных символов определяется тем, сколько ошибок должен исправлять и обнаруживать данный код. Проверочные символы могут располагаться на любом месте кодовой комбинации. Однако обычно проверочные символы дописывают к информационным символам справа, т. е. располагают на месте младших разрядов.

Пример простейшего кодера (5,4) для формирования систематического кода приведен на рис.5.6. Здесь всего лишь один проверочный символ формируется из информационных символов путем их суммирования по модулю 2. Этот код называют кодом с проверкой на четность. Так как новую разрешенную комбинацию систематического кода можно получить линейными преобразованиями двух разрешенных, то такие коды часто называют также линейными или групповыми.

К несистематическим (нелинейным) относятся коды, в которых проверочные символы формируются за счет некоторых нелинейных операций над информационными символами. Примером нелинейного кода является код Бергера.

Непрерывные коды характеризуются тем, что кодирование и декодирование информационной последовательности символов осуществляется без ее разбиения на блоки. Каждый символ выходной последовательности получается как результат некоторых операций над символами входной последовательности. Кодирование и декодирование непрерывных кодов носит непрерывный характер. При этом результат декодирования предыдущих или последующих символов может повлиять на декодирование текущего символа. Среди непрерывных кодов наиболее часто применяют сверточные коды.

Примеры простейших помехоустойчивых кодов и их корректирующие возможности будут приведены ниже.