Схема кодирования и декодирования

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 18:08, 12 мая 2016.

Принципиальная схема цифровой системы связи изображена на рисунке 1.

Рисунок 1.

Эта же самая модель описывает и систему хранения информации, если среду, в которой хранится информация, рассматривать как канал. Типичным каналом для передачи информации является телефонный канал. Для хранения информации обычно используется магнитофон, имеющий записывающую и считывающую головки. Источником информации является, как правило, сообщение, состоящее из двоичных или десятичных цифр, или же текст, записанный с помощью некоторого алфавита. Кодер преобразует эти сообщения в сигналы, которые могут быть переданы по каналу. Типичными сигналами являются электрические сигналы с некоторыми ограничениями по мощности, полосе частот и продолжительности. Эти сигналы поступают в канал и искажаются шумом. Затем искаженный сигнал поступает в декодер, который восстанавливает посланное сообщение и направляет его получателю. Основная задача, возникающая в технике связи, состоит в том, чтобы построить кодер и декодер, хотя она может включать в себя также задачу улучшения самого канала. Заметим, что кодер включает в себя устройство, которое обычно называют модулятором, а в декодер входит устройство, которое обычно называют детектором.

Использование кодов, исправляющих ошибки, является попыткой разрешить одновременно обе проблемы.

Рисунок 2.

Преобразователи в типичной системе связи, представленной на рисунке 2, просто переводят символы одного алфавита в символы другого алфавита. Обычно оба алфавита невелики — типичным преобразованием является переход от десятичного алфавита к двоичному. На вход модулятора подается один символ, который превращается на его выходе в сигнал соответствующей формы, т.е. в импульс, всегда сопоставляемый именно этому символу. То, что в каждый момент времени модулятором обрабатывается единственный символ, является ограничением, которое снижает пропускную способность канала. Демодулятор осуществляет противоположную операцию: он пытается сопоставить принятому на входе и искаженному шумом сигналу некоторый символ канала. Независимое демодулирование отдельных импульсов приводит к дальнейшему уменьшению пропускной способности канала. Кодер и декодер реализуют используемый код, исправляющий ошибки. Эффективное построение этих устройств и является предметом этой книги.

Даже если разделение приемника на демодулятор и декодер, а передатчика на модулятор и кодер приводит к уменьшению предельных возможностей данной системы передачи, тем не менее все же можно добиться произвольно малой вероятности ошибочного декодирования, хотя и при несколько меньшей пропускной способности канала. Кроме того, что даже важнее с практической точки зрения, использование кодирования дает возможность спроектировать и построить высокоэффективные системы передачи и хранения информации.

Литература

Мак-Вильямс Ф. Дж, Слоэн Н. Дж. А. Теория кодов, исправляющих ошибки: Пер. с англ. — М. : Связь, 1979. — С. 744, ил.