Цифровая связь при равенстве кодовой скорости и пропускной способности канала

Проведение экспериментов в космосе и передача цифровых данных на большие расстояния в подобных системах требует применения методов гарантированного обеспечения высокой достоверности информации. Столь же высокие характеристики дискретных потоков необходимы и во многих сетях общего и специального назначения.
В настоящее время для достижения высокой достоверности обмена и хранения цифровых данных используются методы теории помехоустойчивого кодирования, которые позволяют за счёт введения в передаваемые сообщения определённой избыточности и специальных алгоритмов декодирования (обработки) принятых потоков снизить долю ошибок в принятых сообщениях с 0,05 ÷ 0,15 и более до уровня порядка 10-6 и менее.
В докладе рассмотрены новые подходы к обеспечению высокой достоверности передачи, когда алгоритм декодирования значительно снижает вероятность пропуска искажённых в канале символов при столь большом уровне шума канала, что кодовая скорость R применяемого кода близка к пропускной способности канала C. Это соответствует максимально полному использованию очень дорогих каналов спутниковой и космической связи или, соответственно, потенциальной надёжности систем хранения данных.
Новые принципиальные результаты для алгоритмов декодирования корректирующих кодов при большом уровне шума получены на основе специальной модификации многопороговых декодеров (МПД) для двоичных и символьных кодов, которые позволяют более эффективно обнаруживать ошибки канала связи и реже вносить собственные ошибки алгоритмов в принимаемые сообщения.
Приводятся потенциальные характеристики новых модификаций алгоритмов МПД, возможности уже созданных аппаратных макетов устройств, реализующих декодеры МПД на ПЛИС разных типов, а также описаны параметры программных реализаций новых алгоритмов коррекции ошибок для большого уровня шума.