Использование кодирования с коррекцией ошибок

Кодирование с коррекцией ошибок можно рассматривать как инструмент, реализующий различные компромиссы системы. На рисунке 6.3 приведен сравнительный вид двух кривых, описывающих зависимость достоверности передачи от отношения .

Рисунок 6.3. Сравнение типичной достоверности передачи при использовании схемы с кодированием и схемы без кодирования.

Компромисс 1: достоверность или полоса пропускания. Пусть разработана простая недорогая система речевой связи, которая была установлена у заказчика. Система не использует кодирование с коррекцией ошибок. Пусть рабочая точка системы совпадает с точкой А на рисунке 3 ( =8 дБ, ). После испытаний у заказчика появляются жалобы на качество связи, он полагает, что вероятность битовой ошибки должна быть не выше . Обычным способом удовлетворения требования заказчика является сдвиг рабочей точки из точки А в точку В. Но допустим, что =8 дБ – это максимальное значение, возможное в данной системе. Один из возможных выходов из данной ситуации – это сдвиг рабочей точки системы из точки А в точку С. Помимо введения кодера и декодера это приведет к увеличению полосы пропускания системы.

Компромисс 2. Мощность или полоса пропускания. Пусть заказчику установлена система без кодирования с рабочей точкой, совпадающей с точкой D ( =14 дБ, ). Заказчик не имеет претензий к качеству связи, но с помощью данного оборудования затруднительно получить требуемые =14 дБ, оборудование постоянно работает на грани отказа. Если снизить требования к мощности, то можно сдвинуть рабочую точку из D в Е. Плата заключается опять в полосе пропускания.

Компромисс 3. Скорость передачи данных или полоса пропускания. Пусть разработана система без кодирования и с рабочей точкой, совпадающей с точкой D. Пусть нет проблем с качеством связи и нет нужды в снижении уровня мощности. Но у заказчика возросли требования к скорости передачи данных. Если в системе ничего не менять, то это приведет к перемещению рабочей точки из D например, в точку F. Возрастание скорости передачи данных плохо отражается на качестве их передачи. Если же применить кодирование с коррекцией ошибок ( переместить рабочую точку из D в E), то можно восстановить утраченное качество, сохраняя при этом прежний уровень мощности за счет увеличения полосы пропускания.

Компромисс 4. Пропускная способность или ширина полосы пропускания. Пропускная способность (максимальное число клиентов при множественном доступе) обратно пропорциональна значению . Снижение требований к при применении кодирования дает в итоге увеличение пропускной способности. Платой за это опять же является увеличение полосы пропускания.

При низких значениях кривые для кодированной и для некодированной системы пересекаются. Это значит, что снижение ниже какого-то порогового значения ведет к переполнению демодулятора ошибками. При этом наличие избыточных бит не дает никакого выигрыша. Впрочем, класс мощных турбокодов позволяет повысить надежность передачи при низких значениях . Для турбокодов точка пересечения графиков находится значительно ниже.

Линейные блочные коды – это класс кодов с контролем четности, которые можно описать парой чисел . В процессе кодирования блок из k символов сообщения преобразуется в больший блок из n символов кодового слова. Для линейных кодов это линейное преобразование.

В течение последних лет наиболее популярной схемой кодирования является сверточная, т.к. она показывает лучшие результаты при той же конструктивной сложности кодера и декодера.