8.11. Выводы и практические соображения

Главной задачей этой главы являлось доказательство утверждения, что, применяя многозначные коды, можно улучшить качество дискретной системы связи и что при отсутствии ограничений канала по полосе частот путем соответствующего выбора сигналов и неограниченного увеличения числа сигналов возможно приблизиться к безошибочной передаче со скоростями до , т. е. до пропускной способности канала с неограниченной полосой при белом нормальном шуме. Было показано, что это утверждение верно как для некогерентного, так и для когерентного приема и что при оптимальное качество передачи для обоих методов почти одинаково.

Однако рассмотренные системы связи обладают двумя большими недостатками. Первый из них состоит в том, что приемник должен содержать М корреляторов для принимаемого сигнала или квадрата его огибающей, так что быстро достигается предельно допустимый объем оборудования. Действительно, улучшение качества при превышении некоторого значения М уже относительно мало по сравнению с увеличением объема аппаратуры. Например, из рис. 8.3 видно, что при и заданной скорости передачи увеличение М от 2 до 32 уменьшает потребное отношение втрое, но для получения уменьшения этого отношения еще вдвое необходимо увеличить М до .

Другая проблема состоит в том, что все рассмотренные коды или совокупности сигналов приводят к увеличению отношения полосы частот к скорости передачи данных пропорционально величине

т.е. увеличивается по показательному закону при увеличении значности кода. Во многих случаях это, очевидно, невыполнимо. Неизвестен детерминированный метод кодирования для ограниченного по полосе частот канала с нормальным шумом» который привел бы к безошибочной передаче в пределе при неограниченном возрастании М. Однако можно показать, что такие коды существуют, если опираться на стохастические принципы кодирования, хотя конструктивный метод их построения пока

неизвестен. Там например, формируя эти сигналы как последовательности элементарных сигналов и выбирая их случайным образом из конечной совокупности, можно с достаточно высокой вероятностью получить сигналы, для которых вероятность ошибки ограничена при любом значении М выражением, которое обратно пропорционально некоторой степени величины М для всех скоростей передачи, не превышающих пропускную способность ограниченного по полосе частот канала [7, 8].

Существуют также так называемые конволюционные коды, которые могут быть использованы при так называемом последовательном декодировании. Количество аппаратуры растет в этом случае линейно, а не экспоненциально при увеличении k, а качество сравнимо с качеством рассмотренных выше кодов [9, 18].

Тем не менее при небольших значениях М, для которых сложность оборудования и требования к полосе частот канала не слишком велики, выполнимы системы, в которых применяются оптимальные сигналы, рассмотренные в этой главе. В практически применяемой когерентной системе «диджилок» [10] М = 32, а в некогерентной системе «орто-мэтч» [11] М = 16. Разрабатываются также экспериментальные системы, в которых М изменяется от 16 до 128 [12].