4.4.2. МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ОТ ОШИБОК С ПРИМЕНЕНИЕМ КОРРЕКТИРУЮЩИХ КОДОВ

Некоторые системы радиосвязи рассчитаны только на передачу в одном направлении, т. е. получатель информации вообще не имеет возможности вести передачу (см. разд. 4.2.3), и следовательно, методы АЗО неприменимы. При многоадресной или циркулярной связи одной центральной установки со многими периферийными установками методы АЗО, которые приспособлены только к системам связи типа «пункт с пунктом», также нереализуемы. В этих случаях применяются методы, обеспечивающие текущее исправление ошибок непосредственно в месте приема. В соответствии с сокращением английского выражения «forward error correction» системы с текущим исправлением ошибок называют FEC-системами.

Особенно эффективное исправление ошибок достигается при использовании сверточных кодов (см. том 1, разд. 2.4.4.2). Эти

коды удается достаточно хорошо приспособить для борьбы с помехами, характерными для радиоканалов, например селективными замираниями, приводящими к группированию ошибок, и случайными шумами. Так как при сверточном канальном кодировании информационные элементы передаются без изменения является систематическим), то таким способом может обрабатываться любой код источника данных; иначе говоря, эти канальные коды по отношению к кодированию источника являются «прозрачными». Кроме того, применение сверточных кодов с пороговым декодированием обеспечивает весьма простую реализацию кодирующих и декодирующих устройств.

В коротковолновых каналах особенно эффективным оказался расширенный сверточный код со скоростью 1/2 (см. том 1, разд. 2.4.4.1) [4.24, 4.25]. Для пояснения основного принципа такого кодирования рассмотрим несколько простых блок-схем.

Рис. 4.11. Кодирующее устройство для расширенного сверточного кода с кодовой скоростью 1/2: ИД - источник данных; мультиплексор; PC - многоразрядный регистр сдвига; сумматор по модулю два; информационные элементы; проверочные элементы; скорость модуляции источника данных

В кодере (рис. 4.11) информационные элементы, поступающие от источника данных со скоростью подаются на многоразрядный регистр сдвига PC и одновременно на мультиплексор (устройство временного объединения) установленный на выходе. Для образования проверочных элементов определенные информационные элементы, уже введенные до этого в регистр сдвига, в соответствии с порождающим полиномом суммируются с помощью ячеек сложения по модулю два. Мультиплексор передает информационные и проверочные элементы поочередно. Поскольку число проверочных элементов обычно равно числу информационных элементов, которые поступают от источника данных без изменения, то передача по каналу связи должна идти с удвоенной скоростью (20-

В декодере (рис. 4.12) принятые элементы сигнала сначала попадают на демультиплексор (устройство временного

разделения), который делит их на две последовательности — одну таз информационных, а вторую из проверочных элементов. Информационные элементы после этого поступают на регистр сдвига PC и ячейки сложения по модулю два, которые соединены между собой так же, как на передающей стороне, и формируют соответствующие проверочные элементы Затем (с помощью еще одной ячейки сложения по модулю два) принятые проверочные элементы и проверочные элементы, сформированные на приеме, сравниваются между собой. В случае обнаружения различия, т. е. ошибки, во второй регистр сдвига (синдромный регистр СРС) вводится указывающий на это символ (единица).

Рис. 4.12. Декодирующее устройство для расширенного сверточного кода с кодовой скоростью 1/2 и пороговым декодированием: демультиплексор; PC - многоразрядный регистр сдвига; многоразрядный синдромный регистр (регистр ошибок); ПД - получатель данных; обратная связь; сумматор по модулю два; I — принятые информационные элементы; исправленные информационные элементы; принятые проверочные элементы; проверочные элементы, рассчитанные на приемной стороне; скорость модуляции источника данных

При том или ином распределении ошибочных элементов в канале по времени в определенных (зависящих от вида порождающего полинома) ячейках регистра сдвига появляется тот или иной синдром (код ошибок), который используется для исправления ошибок с помощью пороговой логики по следующему правилу. Если в приведенном примере (см. рис. 4.12) на четырех входах блока пороговой логики одновременно появляется не более двух единиц, то исправления не производится. Если же появляется три или четыре единицы, то соответствующий информационный бит, который снимается в этот момент с выхода регистра считается ошибочным и инвертируется.

Если ошибки всегда сгруппированы в пачки (пакеты) и длина каждой пачки меньше, чем расширение кода, то элементы синдрома не могут перекрываться; все ошибки в пределах такой пачки поддаются исправлению. Для этого, однако, необходимо, чтобы в последующем защитном интервале, который соответствует примерно трехкратной максимальной длине поддающихся исправлению пачек ошибок, прием был безошибочным. В отдельных случаях, в зависимости от распределения элементов в синдроме, могут исправляться и случайно распределенные ошибки [4.24, 4.26].