Классификация основных методов кодирования и кодов

Применяемые в технике связи методы кодирования и коды можно классифицировать по ряду специфических признаков (рис. 7.28).

По назначению кодирование (как и соответствующие коды) принято разделять на примитивное, экономное и помехоустойчивое.

С помощью кодирования решают следующие задачи:

• согласование алфавита источника сообщений с алфавитом канала — примитивное (первичное, простое, безызбыточное) кодирование;

Рис. 7.28. Классификация основных методов кодирования и кодов.

• • сжатие информации (уменьшение или полное устранение избыточности, содержащейся в сообщении) — экономное (эффективное) кодирование;
• • обнаружение или исправление ошибок, возникающих в канале связи из-за помех и искажений сигнала, — помехоустойчивое (избыточное) кодирование. Помехоустойчивое кодирование часто называют канальным кодированием.

Примитивное кодирование. Примитивное, или безызбыточное, кодирование согласует алфавит источника с алфавитом дискретного канала, а в ряде случаев используется для шифрования передаваемой информации, для ее защиты от несанкционированного доступа, а также для повышения устойчивости работы устройств синхронизации систем связи. Термин «примитивное» — теоретико-числовое понятие, требующее алгебраического рассмотрения. Отличительное свойство примитивного кодирования состоит в том, что избыточность дискретного источника, образованного выходом примитивного кодера, равна избыточности источника на входе кодера. Упрощенно можно сказать, что при примитивном кодировании символ одного алфавита заменяют на символ другого алфавита.

Первичные коды, полученные при примитивном кодировании, характеризуются тем, что отдельные его кодовые комбинации могут отличаться друг от друга лишь одним элементом. Поэтому даже один ошибочно принятый элемент в кодовой комбинации приводит к замене одной кодовой комбинации другой и, следовательно, к неправильному приему кодовой комбинации в целом.

Шифрование (при примитивном кодировании), которое используют для обеспечения секретности связи, предотвращает понимание сообщения несанкционированным пользователем и введение в систему ложных сообщений. В этом случае правило примитивного кодирования выбирается так, чтобы вероятность появления на выходе кодера длинной последовательности, состоящей только из единиц или только из нулей, была минимальной. Подобный кодер называют скремблером (от англ, scramble — перемешивать).

Скремблирование имеет цель придать потоку символов свойства, похожие на случайную последовательность равновероятных и независимых двоичных символов. Скремблирование осуществляют, пропуская поток символов через регистр сдвига с обратными связями, в котором эти символы «перемешиваются» и преобразуются. Разумеется, характеристика скремблера должна быть обратимой. Тогда принятые после демодулятора символы подвергаются обратной операции — дескремблированию — для восстановления исходной последовательности. Скремблирование часто применяют для повышения надежности системы синхронизации. Но оно также улучшает работу декодера, особенно в системах с обратной связью.