5.5. Канальне кодування
Кодер каналу – другий (і останній) елемент власне цифрової ділянки передаючого тракту. Він слідує після кодера мови і передує модулятору, що здійснює перенесення інформаційного сигналу на несучу частоту.
Основна задача кодера каналу – завадостійке кодування сигналу мови, тобто таке його кодування, яке дозволяє знаходити і значною мірою виправляти помилки, що виникають при розповсюдженні сигналу по радіоканалу від передавача до приймача. Завадостійке кодування здійснюється за рахунок введення до складу передаваного сигналу досить великого об'єму надмірної (контрольної) інформації. В англійській термінології таке кодування носить найменування Forward Error Correcting coding (FEC coding), тобто кодування з попереджуючою корекцією помилок, або кодування з корекцією помилок на проході.
В стільниковому зв'язку завадостійке кодування реалізується у вигляді наступних трьох процедур:
– блокового кодування (block coding);
– згорткове кодування (convolutional coding);
– переміщення (interleaving).
Крім того, якщо залишатися в рамках блок-схеми рис. 1, кодер каналу виконує ще ряд функцій: додає управляючу інформацію, яка, у свою чергу, також піддається завадостійкому кодуванню; упаковує підготовлену до передачі інформацію і стискає її в часі; здійснює шифрування передаваної інформації, якщо таке передбачене режимом роботи апаратури. Послідовність виконання цих задач показана на блок-схемі рис. 4.2.
Рис. 5.2. Послідовність задач, які розв'язуються кодером каналу
Початок техніці завадостійкого кодування був встановлений оригінальною роботою Шеннона (1948 р.), який показав, що якщо пропускна здатність каналу зв'язку перевищує необхідну швидкість передачі інформації, тобто більше продуктивності джерела інформації, то при використовуванні відповідного алгоритму завадостійкого кодування для даного каналу можна побудувати систему зв'язку з скільки завгодно малою вірогідністю помилки на виході.
Шеннон не вказав методів побудови необхідних завадостійких кодів, і для вирішення цієї задачі були потрібно значні зусилля і значний час. Перший блоковий код був запропонований Хеммінгом в 1950 р., перший згортковий код – Еліасом в 1955 р. В подальші роки завадостійке кодування отримало розвиток в напрямах побудови хороших кодів і зручних схем кодування і декодування.
Початок практичного застосування методів завадостійкого кодування в цифрових системах зв'язку і цифрових системах пам'яті відноситься до кінця 70-х – початку 80-х років.
Вивчення конкретних канальних кодерів стандартів D-AMPS і GSM на основі використовування блок-схеми рис. 5.2 (в книзі Ратынского М.В. Основы сотовой связи– це рис 2.40) виноситься на самостійне опрацьовування студентів (див. стор. 112 – 117 книги Ратынского М.В. Основы сотовой связи. -М.: Радио и связь, 2000).