Глава 4. ОПТИМИЗАЦИЯ КАНАЛОВ В СИСТЕМАХ С ПОМЕХОУСТОЙЧИВЫМ КОДИРОВАНИЕМ

4.1. СОГЛАСОВАНИЕ КАНАЛОВ, МОДЕМОВ И КОДЕКОВ

При передаче сообщения в дискретной форме одним из перспективных методов повышения помехоустойчивости и эффективности СПИ является метод помехоустойчивого кодирования,

Практнческое применение кодов в системах связи длительное время сводилось к использованию простейших алгоритмов кодирования и декодирования. В основном это объяснялось сложностью реализации достаточно эффективных кодов. Многие результаты теории кодирования, в особенности наиболее развитой ее части — алгебраической, были получены в предположении ряда ограничений на параметры каналов и систем модуляции.

К числу таких ограничений относится, например, представление каналов дискретными моделями с равными объемами входного и выходного алфавитов символов. При этом процесс передачи разбивается на два этапа: первый — кодирование (в узком смысле), под которым подразумевается преобразование сообщений в последовательности символов с последующим обнаружением и исправлением ошибок на приеме; второй — модуляция, на котором символы преобразуются в дискретные сигналы, предназначенные для передачи по каналу. Реальные каналы по своей физической природе не являются дискретными. Поэтому ограничение объема выходного алфавита канальных символов приводит к необратимым потерям информации на стыке систем модуляции и кодирования.

Достижения микроэлектроники позволяют реализовать в настоящее время алгоритмы декодирования достаточно длинных колов. Вместе с тем применение недвоичных кодов все еще встречает серьезные препятствия, обусловленные трудностью реализации алгебраических операций в недвоичных полях. В системах связи все чаще используют многопозиционные ансамбли сигналов, помехоустойчивость и эффективность применения которых подробно проанализирована в гл. 2. Поэтому одной из важных является задача согласования двоичных эффективных систем кодирования с каналами, в которых используются многопозиционные сигналы.

Кроме того, причиной несогласованности может быть отличие характера ошибок в реальных каналах от теоретических моделей, на которые рассчитаны коды.

При раздельной оптимизации модема и кодека преодолеть указанные выше несогласованности и тем самым достигнуть высокой эффективности СПИ в целом весьма затруднительно. Значительно лучшие результаты можно получить при оптимизации СПИ на основе совместного рассмотрения процессов модуляции и кодирования с учетом статистики помех в непрерывном канале Такой подход и используется ниже для оптимизации СПИ с кодированием.