3.2.3 Помехоустойчивое кодирование

Одним из эффективных способов повышения помехоустойчи­вости систем передачи дискретной информации является кодирование передаваемых сообщений специальными помехоустойчивыми кодами.

Общий принцип построения помехоустойчивых кодов состоит во введении в передаваемое сообщение дополнительных символов (нулей и единиц), значения которых и расположение подбираются так, чтобы на приемной стороне можно было бы или обнаружить возникающие под воздействием помех ошибки или даже исправлять их.

Ошибкой в передаче сообщений называют явление изменения значения одного или нескольких символов передаваемой кодовой комбинации на противоположное (передаваемый «0» принимается как «1» и наоборот).

Поясним принцип построения одного из наиболее помехоустойчивых кодов, называемого кодом с четным числом единиц.

Пусть необходимо передавать только семь возможных сообщений: С1, С2, С3…С7.

Закодируем эти сообщения двоичным кодом (табл. 8).

Если при передаче какого-либо сообщения, например С3, произойдет искажение хотя бы одного символа двоичного кода, то, очевидно, принятая комбинация будет воспринята как другое сообщение, не соответствующее переданному. Следовательно, при передаче сообщений двоичным кодом появляющиеся ошибки не обнаруживаются.

Добавим к каждой из передаваемых комбинаций двоичного кода по одному символу, причем значение этого символа выберем так, чтобы общее число единиц в передаваемой комбинации было четным, и потребуем, чтобы на приемной стороне перед выдаче сообщений. Потребителю осуществлялась проверка четности количества единиц.

Очевидно, в случае искажения одного из символов передаваемой комбинации четность количества единиц нарушится и на приемной стороне возникающая ошибка будет обнаружена. Для ее устранения могут быть использованы различные методы, одним из которых является повторная передача искаженной комбинации по специальному сигналу запроса, вырабатываемому при обнару­жении ошибки.

Нетрудно убедиться, что рассматриваемый код с четным чис­лом единиц позволяет обнаруживать не только одиночные ошибки, но и все другие ошибки, обусловленные искажениями нечетного числа символов. В случаях когда в передаваемой комбинации искажается четное число символов, код с четным числом единиц ошибки не обнаруживает.

Большими возможностями в обнаружении ошибок по сравне­нию с кодом, имеющим четное число единиц, обладает код с постоянным весом. При кодировании сообщений этим кодом ко­личество единиц в кодовой комбинации принимается равным на­перед заданному числу. Один из возможных вариантов кодиро­вания кодом с постоянным весом приведен в табл. 8.

Код с постоянным весом позволяет обнаруживать все воз­никающие ошибки, за исключением таких, при которых количество искаженных нулей и единиц одинаково.

Наряду с кодами, позволяющими обнаруживать ошибки, извест­ны коды, которые позволяют не только обнаруживать, но и исправ­лять ошибки в принимаемых сообщениях. Примером такого кода является применяемый в некоторых системах передачи информа­ции цепной код.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. В чем состоит общий принцип построения помехоустойчивых кодов?

2. Назвать известные вам помехоустойчивые коды.

3. Пояснить принцип построения кода с четным числом единиц и обнаружения с его помощью ошибок в передаваемых сообще­ниях.