1.2. Практические ограничения
В предыдущем разделе мы ввели понятие избыточности и показали, как использовать избыточность и усреднение для увеличения надежности цифровых систем связи. Мы определили также понятие кодового расстояния и показали, как оно связано с числом исправляемых ошибок и как число ошибок, которые нужно исправлять, определяет долю избыточных символов при данной длине кода. Рассматривая эти понятия, мы намеренно использовали очень простую модель канала, в которой не учитываются многие ограничения, существующие на практике. В настоящем разделе введем общую модель системы цифровой связи. Эта модель показывает, как кодер и декодер связаны с другими компонентами системы, и описывает ограничения, накладываемые системой на процесс кодирования. Будут приведены два важных свойства. Первое состоит в том, что введение избыточности приводит к дополнительным затратам, так что доля избыточных символов, необходимых для достижения данного кодового расстояния, должна быть возможно меньшей. Это приводит к задаче поиска оптимальных или близких к оптимальным кодов и методов декодирования. Второе свойство состоит в том, что декодеру часто доступна дополнительная информация, которая указывает на надежность решений, принимаемых о различных символах. Такая информация о надежности часто может быть использована либо для упрощения процесса декодирования, либо для улучшения его характеристик.
Рис. 1.2. Общая модель цифровой связи
Структурная схема процесса цифровой связи приведена на рис. 1.2. Эта модель является достаточно общей для того, чтобы охватить большинство ситуаций, которые будут рассмотрены в этой книге. Каждый из блоков будет обсуждаться в одном из следующих разделов.
1.2.1. Источник данных
Источник данных порождает данные в виде двоичных символов. Обычное предположение состоит в том, что данные порождаются таким образом, что «нули» и «единицы» появляются независимо и с одинаковыми вероятностями. Однако в некоторых возникающих на практике ситуациях некоторые наборы данных могут возникать чаще других, и это иногда может сделать неверными выводы, справедливые для полностью случайных данных. Поэтому читатель должен быть осторожным при рассмотрении реальных систем.
