Помехоустойчивость приема

Различают поэлементный прием и прием в целом . В ом случае решающая схема приемника сначала анализирует отдельные элементы сигнала, соответствующие кодовым символам. Затем восстановленное кодовое слово декодируется, то есть преобразуется в элемент (букву) сообщения. Во ом случае анализируется целиком отрезок сигнала, соответствующий кодовому слову, и на основании того или иного критерия восстанавливается каждый элемент сообщения (буква). Декодер входит в состав решающей схемы приемника. Прием в целом требует более сложной аппаратуры, чем поэлементный прием. Но помехоустойчивость приема в целом с применением корректирующих кодов выше, чем при поэлементном приеме с исправлением ошибок. Действительно, двухэтапная процедура принятия решения о переданной комбинации при поэлементном приеме не оптимальна. После принятия решения о символе ни соответствующий элемент сигнала, ни значение результата обработки этого символа далее при декодировании всей комбинации символов не учитывают. Эту информацию можно учесть для уменьшения вероятности ошибочного приема. Для простых кодов у приема в целом нет преимуществ по сравнению с поэлементным приемом.

Из-за трудностей построения оптимального приемника для приема в целом большое внимание уделяется алгоритмам приема, не использующим всю информацию о принятом сигнале, но с меньшими потерями, чем при поэлементном приеме. Такие алгоритмы - двухэтапные, как и при поэлементном приеме. На ом этапе решение о принятом символе не принимается. Запоминается информация о степени соответствия принятого символа каждому из возможных. Учет этой информации на ом этапе при декодировании всей комбинации позволяет уменьшить вероятность ошибки по сравнению с поэлементным приемом. Этот вид решения называют ² мягким ². Есть другие методы приема, промежуточные между поэлементным приемом и приемом в целом. В основе приема по наиболее надежным символам лежит тот факт, что в коде с кодовым расстоянием любое его слово можно декодировать, если ²стереть² символов. Приемник имеет решающие схемы. Первая анализирует степень соответствия каждого принятого символа всем возможным и принимает решение в пользу наиболее вероятного. Полученную комбинацию символов и найденные вероятности их передачи подают на ую решающую схему. Декодирование кодового слова делают по самым надежным символам.

Применение корректирующих кодов в системах передачи информации с обратной связью (дополнительным обратным каналом между источником и приемником) позволяет повысить помехоустойчивость по сравнению с системами без обратной связи. Есть системы с решающей обратной связью и с переспросом . Передаваемое сообщение кодируется избыточным кодом, запоминается в накопителе-повторителе и далее передается по прямому каналу потребителю. Принятая комбинация символов декодируется с исправлением ошибок. Если ошибки не обнаружены, сообщение поступает к потребителю. Иначе оно бракуется, и по обратному каналу передается специальный сигнал переспроса. По этому сигналу повторно передается забракованная комбинация, взятая из накопителя-повторителя. Если нет ошибок в обратном канале, остаточная вероятность ошибочного приема кодового слова

, (1.6)

где - вероятность пропуска ошибки (перехода переданного кодового слова в другое разрешенное под действием помех или искажений), - вероятность обнаружения ошибки (приема запрещенного слова вместо переданного). Вероятности и можно найти, если известны свойства канала и задан код. Подставим выражение (1.6) в (1.2) вместо . Эквивалентная вероятность ошибки при приеме символа в системе с обратной связью

. (1.7)

Обычно скорость передачи информации в обратном канале значительно меньше, чем в прямом. Помехоустойчивость обратного канала можно сделать достаточно высокой. Есть конечная вероятность принятия сигнала переспроса как сигнала подтверждения и наоборот. В ом случае сообщение не поступает к потребителю, а во ом поступает дважды.

Одно из средств борьбы с ошибками в обратном канале - применение несимметричного правила декодирования. Вероятность ошибочного приема сигнала переспроса задают много меньшей вероятности ошибочного приема сигнала подтверждения. Пусть сигнал переспроса (подтверждения) передается словом из единиц (нулей). При приеме кодового слова с хотя бы одной решение принимается в пользу сигнала переспроса. Чтобы к потребителю не поступали лишние сообщения из-за ошибочного приема сигналов подтверждения, передаваемые кодовые слова снабжаются номерами или дополняются опознавательными символами. По ним можно узнать, передано ли кодовое слово ый раз или повторно. Принятое повторно слово в отсутствие сигнала переспроса стирается и не поступает к потребителю. Возможны и другие методы борьбы с такого рода ошибками.

Системы с решающей обратной связью эффективны для каналов с ²замираниями² сигнала. При ухудшении состояния канала увеличивают частоту переспроса (уменьшают скорость передачи информации). Вероятность ошибочных сообщений, поступивших к потребителю, практически не увеличивается. Система автоматически перестраивается по скорости передачи информации к состоянию канала. Применение решающей обратной связи не увеличивает пропускной способности прямого канала, но позволяет более просто по сравнению с длинными кодами приблизить скорость передачи информации к пропускной способности канала (см. п. 3.4 и 3.5).

Дата добавления: 2014-01-11