Необходимость кодирования информации
В структуре любой информационной сети или системы присутствует канал связи. Иногда канал выступает в форме шины вычислителя, связывающей процессор с памятью, или память с контроллером внешнего устройства. Чаще в системах канал предназначен для передачи информации на значительное расстояние и его вид определяется назначением системы: например, проводные каналы, радиоканал, телефонные сети и т. д. Проблема передачи любой информации по каналу в первую очередь определяется по некоему воздействию изменяющему передаваемую информацию. На сегодня в своем обычном представлении информация по каналу уже не передается. Для этой цели применяются помехоустойчивые коды. Структура устройства помехоустойчивого кодирования может быть представлена в виде:
Информация от источника преобразуется кодером источника в ту или иную цифровую форму. Часто выход кодера называют кодовым словом. Кодовое слово преобразуется в кодовое слово канала, и это преобразование является основным действием при получении помехоустойчивого кода. Как правило, кодовое слово канала значительно длиннее кодового слова источника. Избыточность сознательно вводится с тем, чтобы повысить помехозащищенность передаваемой информации. Модулятор преобразует кодовое слово канала в вид информации удобный для передачи по каналу связи. Это могут быть радиоимпульсы, световые импульсы, потоковые посылки. Демодулятор восстанавливает информацию из канала в переданное кодовое слово канала. В общем случае эта информация не соответствует переданной, поэтому необходимо преобразование принятого кода (принятого кода канала) в кодовое слово источника. Это преобразование требует, как правило, специальных аппаратных и/или программных средств. Задача декодера канала восстановить принятую информацию, исключить внешние помехи, которые ее исказили. В зависимости от типа преобразования эта операция выполняется с различным успехом: определение ошибки, определение ошибки и восстановление информации. Декодер сигнала преобразует цифровую информацию в тот вид, что необходим приемнику.
История кодирования информации начиналась 50 лет назад, когда Шеннон показал, что по любому каналу связи можно передавать информацию с конкретной пропускной способностью. Отсюда — при использовании кодов контролирующих ошибки всегда можно построить такую систему, что вероятность появления ошибки на выходе будет сколь угодно мала. Величина этой вероятности определяется избыточностью передаваемых кодов. В качестве кодов контролирующих ошибки первоначально рассматривались блоковые коды. Далее появились цикличные коды, древовидные коды. На сегодня различные варианты используемых кодов систематизированы в названные три типа. Наиболее простыми считаются блоковые коды (определенный массив информации передается посредством большего массива). Первыми блоковыми кодами были коды с контролем на четность/нечетность и коды Хемминга. На сегодня эти подходы часто используются в небольших каналах связи (например, в вычислительных системах). Древовидные коды применяются для передачи по сложным каналам и требуют значительных программных/аппаратных средств. Наиболее общей группой блоковых кодов считают коды БЧХ (Боуза-Чоудхури-Хоквингем). Также из этих классов кодов выделяют код Рида-Соломона и Рида-Маллера. Особенность в том, что эти коды описывают не только двоичное представление информации, но и с большим алгоритмом кодирования. В технике часто используется алгоритм декодирования Витерби. Для кодов умеренной сложности, это основной вид. Декодеры Витерби выпускаются в виде ИМС.
Дата добавления: 2015-12-20; просмотров: 23; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!