Применение технологий Оптимизационной Теории для цифровой связи вблизи границы Шеннона

Завершение разработки Оптимизационной Теории (ОТ) для всех основных типов каналов связи, рассматриваемых в теории кодирования, означает отказ от сложных и медленных алгоритмов декодирования, создававшихся «прежней» алгебраической теории. В настоящее время технологии и новые парадигмы ОТ позволяют решать все задачи обеспечения высокой достоверности данных на базе обширного набора технологических средств проектирования всего разнообразия многопороговых декодеров (МПД) и различных модификаций алгоритма Витерби (АВ).
Итоговая достоверность передаваемой информации после декодирования методами ОТ на несколько порядков выше, чем в случае применения алгоритмов старого типа. Быстродействие методов ОТ также может быть лучше на 2 – 3 порядка, а иногда и больше.
В докладе рассмотрены характеристики МПД и новых версий АВ, которые запатентованы в ИКИ РАН.
Проводится сравнение предлагаемых в ОТ декодеров с алгоритмами декодирования других типов. Отдельно рассмотрены недостатки полярных кодов, данные о декодерах которых активно публикуются. Показано, что по триединому комплексному критерию «помехоустойчивость-достоверность-сложность» в настоящий момент никакие алгоритмы, не относящиеся к ОТ, не могут быть рекомендованы к применению. Причина этого состоит в том, что все параметры этого критерия, как и 60 лет назад, невозможно вычислить достаточно точно для любых алгоритмов, работающих вблизи границы Шеннона. Определить их можно только в эксперименте, проводить которые с декодерами каких-либо типов никто, кроме школы ОТ, как оказалось, не может. А это означает, что реальные возможности декодеров, не относящихся к ОТ, неизвестны или, некоторых случаях, они оказываются совершенно неудовлетворительными.
Важным дополнительным технологическим преимуществом методов ОТ является теоретически максимально возможная скорость работы алгоритмов декодирования, в частности, при использовании свёрточных кодов, что особенно ценно в системах ДЗЗ, передающих огромные массивы цифровых данных.
Отдельно рассмотрен вопрос о характеристиках алгоритмов ОТ при их применении в в недвоичных каналах. Отмечается, что и здесь их возможности выше, чем, например, у кодов Рида-Соломона (РС), открытых более полувека назад. Но никаких новых сущест-венно более эффективных алгоритмов для этих каналов «классической» прежней теорией так и не было создано.
Доклад сопровождается демонстрацией компьютерных моделей алгоритмов декодирования для различных кодов и каналов.