Канальное кодирование

В процессе передачи информация подвергается кодированию. Существуют разные способы кодирования, предназначенные для решения требуемых задач. Существует так называемое «канальное кодирование». Оно позволяет, зная статистические свойства помех, закодировать передаваемую информацию таким образом, чтобы отрицательные последствия от действия помех были минимальны. Канальное кодирование, таким образом, необхо­димо исключительно для повышения помехоустойчивости передачи информации на приемную сторону.

Принцип канального кодирования заключается в использовании специальных кодов, предполагающих добавление к передаваемому сигналу избыточной информации. Простейший пример такого кодирования - добавление к передаваемому кодовому слову дополнительного разряда, позволяющего осуществить так называемую «проверку на четность». Однако эта проверка является достаточно примитивной - она позволяет лишь обнаружить наличие ошибки в передаваемой кодовой последовательности, но не скорректировать ее.

Рисунок 1.1 Принцип канального кодирования

Существуют коды, позволяющие не только обнаруживать ошибки при передаче, но и исправлять их (рис. 1.1). Коды, корректирующие ошибки передачи, применяются последовательно, с учетом их различных свойств и способности корректировать ошибки различного характера. При этом код, применяемый на передающей стороне первым, должен декодироваться на приемной стороне в последнюю очередь. Такой код называется внешним. Соответственно код, применяемый на передающей стороне последним и декодируемый в приемном устройстве в первую очередь, называется внутренним. Возможная последовательность операций по отношению к передаваемому цифровому ТВ сигналу для коррекции ошибок передачи, показана на рис. 1.2.

Рисунок 1.2 Коррекция ошибок в цифровом ТВ сигнале

Применение нескольких канальных кодеков позволяет повысить помехозащищенность передачи и, что очень важно, - корректировать так называемые «пакетные» ошибки, которые представляют собой последовательность большого количества идущих друг за другом ошибочных посылок. Например, благодаря использованию буферной памяти между внешним и внутренним канальными кодеками и чередованию направлений записи в память и считывания из нее достигается «перемежение» символов и возможность коррекции сравнительно большой пакетной ошибки. Биты передаваемой информации, которые перед передачей были смежными во времени, в результате такого перемежения удаляются друг от друга в процессе передачи по каналу с помехами. На приемной стороне также имеется буферная память, осуществляющая «обратное» перемежение. Это происходит до поступления сигнала на декодер внешнего кода.

В качестве внешнего кода обычно используется код Рида-Соломона (RS), который требует двух проверочных символов на одну исправляемую ошибку. В процессе кодирования кодом Рида-Соломона, используемым для передачи цифрового ТВ сигнала, на каждый пакет общего транспортного потока длиной 188 байт добавляется 16 проверочных байт. Получается новый пакет, содержащий необходимую избыточность и имеющий длину 204 байта. Это позволяет исправить 8 байт, искаженных помехой в процессе передачи. Такой код в литературе обозначают (204, 188, 8).