3.1 Бөгеуілге тұрақты кодтау
Айтылғандай, ақпаратты бөгеуілсіз жіберу сұрағы хабарларды бөгеуілге тұрақты кодтау сұрақтарымен тығыз байланысты. Ол бір (теориялық) жағынан криптографиялық шифрлауда және бөгеуілге тұрақты кодтауда бірдей ақпарат теориясы заңдарының пайдаланатынына себепті. Басқа (тәжірибелік) жағынан ақпаратті жинау, сақтау және беру процестері бөгеуiл әсер ететін жағдайда өтеді, олар сақталынатын және өңделетін деректерді бұрмалау мүмкін. Сондықтан, осындай қателіктерді табатын және түзететін әдістерді әзірлеу мен пайдалану өте актуалды. Математикалық көзқарасынан бұл есеп бөгеуілге тұрақты кодтарды синтездеуге жатады.
Бөгеуілге тұрақты кодтауды және хабарларды сығу сұрақтарды талқылауда код ұғымы енгізіледі. Жалпы код дегеніміз – бұл белгілердің жинағы және ақпаратті белгілер жиынтығы ретінде көрсете алатын ережелер жүйесі. Мүмкін болатын белгілердің кез келген қатары кодты сөз деп аталады. Мысалы, екілік 1100 санды екілік 4-разрядты кодты сөз деп санауға болады.
Бөгеуілге тұрақты кодтаудың ортақ идеясы - барлық мүмкін болатын кодты сөздерден рұқсат бәріне етілмейді, тек олардың кейбіреуіне. Мысалы,
жұптылық бойынша бақылауы бар кодта тек бірліктер жұп саны бар сөздерге рұқсат етіледі. Қателік мүмкін болатын сөзді мүмкін болмайтын сөзге айналдырады және сондықтан табылады.
Бөгеуілге тұрақты кодтар блокты және үйірткіліге бөлінеді. Блокты кодтар ақпаратті тұрақты ұзындығы бар фрагментке бөледі және олардың әрбіреуін жеке өңдейді, ал үйірткілі блоктар деректермен үздіксіз ағын сияқты жұмыс істейді.
Блокты кодтар минимал кодтық арақашықтықпен сипатталады. Екі кодты сөздер арасындағы Хэмминг бойынша қашықтық деп разрядтар санын атайды, оларда сөздер әртүрлі. Мұнда минимал кодтық ара қашықтық 156 ретінде кез келген қос түрлі кодты сөздер үшін ең кіші Хэмминг бойынша қашықтықты таңдайды.
Мысалы, біз тек үш разрядты екілік сөздерді пайдаланайық. Барлығы осындай кодты сөздер сегіз болу мүмкін. Кодты сөздердің бір-бірінен айырмашылығы тек бір бірлікке тең болса, оларды көршілес деп атайды. Мысалы, кодты сөздер 101 мен 111 – көршілес, өйткені олар орта разрядпен ғана ерекшеленеді, ал 101 мен 110 сөздер - көршілес емес, себебі оларда ерекшеленеді соңғы екі разряды. Барлық үш разрядты екілік комбинацияларды бейнелеп көрсетейік және көршілес кодты сөздерді сызықтармен қосайық. Бөгеуілге тұрақты емес әдеттегі кодтың минимал кодтық ара қашықтығы бірге тең.
3.2 Байланыс арнасындағы бөгеуілдер мен бұрмаланулар
Нақты байланыс арнасында тарату кезінде сигнал бұрмаланады да хабарлама кейбір қателіктермен жаңғыртылады. Қателіктердің себебі, арнада болатын бұрмалаулар мен сигналға әсер ететін бөгеуілдерге байланысты. Бөгеуілдер шығу тегіне байланысты әр түрлі болады. Радиоарналарға тән:
атмосфералық бөгеуілдер, атмосферадағы электрлі поцестермен ескертілген. Бұл кедергілердің энергиясы ұзын және орташа толқындарға шоғырланған;
өндірістік бөгеуілдер, барлық мүмкін электр құрылғыларының электр тізбегіндегі токтың күрт өзгеруінен туындайды;
жат радиостанциялар мен арналардан болатын бөгеуілдер, жиіліктің жеткіліксіз тұрақтылығымен, сигнал гармоникасының нашар сүзгіленуімен, сонымен қатар айқас бұрмалануларға әкелетін каналдағы сызықты емес процестермен ескертілген.
Сымды байланыс арналарына тән:
импульсті шуылдар, автоматты коммутация мен айқас нысаналауларға байланысты;
байланыс үзілулері – бұл күрт өшу немесе байланыс желісіндегі сигналдың жоғалу құбылысы.
Кез келген жиілік диапазонында аппаратураның ішкі (жылулық) шуылдары болады және олар күшейткіш аспаптарындағы, кедергілердегі және аппаратураның басқа да элементтеріндегі заряд тасымалдаушылардың хаостік қозғалысымен ескертілген. Жалпы түрде n(t) бөгеуілінің u(t) таратылушы сигналға әсері оператормен айтылады:
Егер z=u+n, онда бөгеуіл аддитивті деп аталады.
z=kn болғанда бөгеуіл мультипликативті деп аталады.
Нағыз арналарда аддитивті және мультипликативті бөгеуілдер болады. Әр түрлі шығу тегі бар аддитивті бөгеуілдер ішінде флуктуационды бөгеуіл (шуыл) айрықша орын алады. Мұндай бөгеуіл барлық нағыз арналарда орын алады.