2. Радиотехнические системы передачи информации

Рассмотрены основы теории и принципы построения систем передачи дискретной информации, модели сообщений и каналов, основные информационные характеристики, вопросы выбора сигналов и способы их обработки как в одноканальных, так и в многоканальных системах. Проанализированы помехоустойчивость и основные направления повышения эффективности радиотехнических систем передачи информации. Большое внимание уделено вопросам помехоустойчивого кодирования, синхронизации цифровых систем передачи информации, а также перспективным системам мобильной связи.

2.1. Методы защиты от ошибок в системах без обратной связи

В системах без обратной связи (однонаправленных) для повышения верности приема используются следующие основные способы: многократная передача кодовых комбинаций; одновременная передача кодовой комбинации по нескольким параллельно работающим каналам; помехоустойчивое кодирование, т.е. использование кодов, исправляющих ошибки (корректирующих кодов).

Многократная передача кодовых комбинаций является наиболее просто реализуемым способом повышения верности. Пусть передается буква А, число повторений возьмем равным пяти. Если на приемном конце имеем АБААС (буква А исказилась 2 раза, превратившись соответственно в Б и С), то выносится решение о том, что передавалась буква А, поскольку в последовательности из пяти букв она встречалась наиболее часто. Если в принятой последовательности ни одна из букв не повторяется, то принятое сообщение ликвидируется (стирается).

Главный недостаток такого способа - существенное уменьшение скорости передачи. В нашем примере скорость передачи информации уменьшается в 5 раз по сравнению со случаем однократной передачи кодовых комбинаций.

При одновременной передаче кодовых комбинаций по нескольким параллельным каналам (обычно число каналов нечетное) решение о том, какая кодовая комбинация передавалась, выносится методом голосования (т.е. так же, как и при многократной передаче кодовых комбинаций).

При передаче сообщений по N параллельным каналам скорость передачи информации не зависит от числа каналов. Однако при этом существенно возрастают (в N раз!) расходы на аренду каналов.

Более эффективно используются дискретные каналы при применении корректирующих кодов. В однонаправленных системах это должны быть коды, исправляющие ошибки. Широкое распространение на практике получили двоичные корректирующие коды, т.е. коды, при формировании которых используются только два типа элементов: 0 и 1. Только такие коды и будут рассматриваться в дальнейшем.

Какие предельные возможности помехоустойчивого кодирования? Ответ на этот вопрос дает вторая теорема Шеннона, согласно которой, если производительность источника дискретных сообщений меньше пропускной способности канала H’(A)<C, то существует способ кодирования и декодирования, при котором в принципе возможна безошибочная передача сообщений. Если же H’(A)>C, то таких способов не существует.