Недвоичное многопороговое декодирование для систем ДЗЗ

Для повышения достоверности передачи и хранения сигналов ДЗЗ можно применять помехоустойчивое кодирование. При этом часто оказывается удобным работать с данными на уровне целых символов, например байтов. В таких случаях для защиты данных от ошибок целесообразно применение недвоичных помехоустойчивых кодов.
К настоящему времени среди недвоичных кодов практическое применение нашли только коды Рида-Соломона (РС), для которых существуют достаточно эффективные декодеры, в полной мере использующие корректирующие возможности кода. Однако короткие коды РС часто не могут обеспечить требуемой в настоящее время степени защиты данных от ошибок, а для длинных кодов РС практически невозможно создать эффективные декодеры. Лучшей эффективностью обладают недвоичные многопороговые декодеры (qМПД), обладающие линейной сложностью реализации и позволяющие практически оптимально декодировать гораздо более длинные коды. В результате qМПД обеспечивают на много порядков больший уровень защиты информации от ошибок, чем декодеры кодов РС, при одновременном существенном упрощении процесса коррекции ошибок.
В докладе проводится анализ эффективности qМПД в q-ичном симметричном канале (qСК), проводится сравнение его эффективности с эффективностью декодеров других недвоичных кодов. Результаты данного анализа показали, что эффективность qМПД оказывается гораздо лучше эффективности кодов РС для символов такого же размера, а при увеличении размера символа разница в эффективности становится еще более существенной. При этом qМПД для многобайтовых символов практически ни в чем не сложнее однобайтового, так как даже обычные микропроцессоры одинаково просто и быстро работают с многобайтовыми символами.
Таким образом, недвоичный аналог алгоритма МПД может обеспечить при весьма высоких уровнях шума вероятности ошибки декодирования, в ряде случаев недоступные для кодов Рида-Соломона сколько угодно большой длины. При этом сложность реализации такого алгоритма оказывается всего лишь линейно растущей с длиной кода. В результате применение qМПД в системах ДЗЗ сигналов позволит существенно повысить емкость используемых каналов, обеспечивая качественную передачу информации со спутников ДЗЗ.
Отметим, что огромный объем разнообразного научного и обучающего материала по двоичным и недвоичным многопороговым декодерам и другим методам коррекции ошибок, представлен на специализированном веб-сайте www.mtdbest.ru.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант №08-07-00078), ИКИ РАН, РГРТУ.