Многопороговые декодеры нового поколения для систем ДЗЗ и космических экспериментов

При реализации систем цифрового обмена данными, создании специальных, например, телевизионных систем, а также при решении сложных задач высокоскоростной передачи данных для дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) особенно важной становится задача правильного проектирования систем помехоустойчивого кодирования, которые, в конечном счете, и определяют уровень технологического совершенства всей разрабатываемой системы телекоммуникаций.
В настоящее время в РАН и ряде ведущих организаций отрасли связи завершен большой проект по разработке специальных высокоскоростных систем помехоустойчивого кодирования на базе многопороговых алгоритмов (МПД) коррекции ошибок. Завершается тестирование новой аппаратной реализации декодеров этого типа на основе ПЛИС ALTERA.
Предлагаемая версия декодера относится к шестому поколению аппаратуры кодирования, предназначенной для особо высокоскоростных каналов передачи цифровых данных по космическим и спутниковым каналам с большим уровнем шума. Эта задача была решена путем реализации полного распараллеливания выполняемых при декодировании операций. Кроме того, создаваемая система кодирования/декодирования цифровых потоков предполагает наличие возможности достижения различного уровня энергетической эффективности для близких по скоростным параметрам систем, что достигается простым наращиванием числа применяемых ПЛИС для разных сфер применения кодирования. В наиболее эффективных версиях системы кодирования предполагается достижение энергетического выигрыша кодирования, всего на ~1 дБ меньшего, чем это допускается теорией. При этом фактически полностью снимается проблема производительности декодера, скорость работы которого определяется в этом случае только максимальной скоростью продвижения данных по 4–50 параллельно работающим регистрам сдвига – элементам схемотехники с большим быстродействием. Производительность МПД декодера сейчас близка к 200 Мбит/с и может быть просто увеличена до 600 Мбит/с. Зарубежные аналоги МПД работают на более низких скоростях или менее эффективны.
МПД алгоритмы для недвоичных каналов обеспечивают характеристики декодирования, на 2–5 порядков более высокие, чем у кодов Рида-Соломона (РС) или позволяют обеспечивать высокую степень достоверности цифровой передачи при таких уровнях шума, когда коды РС уже неработоспособны.