Рекурентні (згорткові) коди
Практична цінність аналізованих кодів обумовлена широким поширенням каналів передачі, у яких переважають імпульсні перешкоди, що викликають спотворення цілого ряду наступних один за одним символів.
Рекурентні коди призначені переважно для виправлення пачок (пакетів) помилок.
При цьому передбачається наявність певного числа не спотворених символів як до надходження першого спотвореного символу пачки, так і після надходження останнього спотвореного символу пачки.
Для рекурентних кодів характерно, що операції кодування та декодування здійснюються над безперервною послідовністю символів. Такий метод має певні переваги, оскільки надає більші можливості для використання надмірності, що вводиться.
Справді, у разі застосування блокових кодів можливості виявлення та виправлення помилок визначаються лише надмірністю, яка введена в дану кодову комбінацію. Оскільки помилки зустрічаються відносно рідко, надмірність більшості кодових комбінацій не використовується. У той самий час у разі пачки помилок введеної надмірності часто не вистачає.
У рекурентних кодах, як і в блокових, перевірочні символи виходять у результаті проведення лінійних операцій над певними інформаційними символами.
У процесі кодування перевірочні символи розміщуються між інформаційними так, щоб на кожні n вихідних символів, що безперервно передаються, доводилося k інформаційних. Простий клас становлять (n; n – 1) – рекурентні коди, які на k інформаційних символів припадає лише одне перевірочний.
Особливості рекурентних кодів
Рекурентні коди призначені переважно для виправлення пачок (пакетів) помилок.
Кодування здійснюється за схемою, наведеною на рис. 7.1.
За час циклу вхідний комутатор СК1 направляє k символів вхідної послідовності k інформаційних каналів, з яких вони надходять як безпосередньо на вихід, так і на лінійний перетворювач П, що формує перевірочний символ (k + 1).
У декодувальному пристрої (рис. 7.2) інформаційні символи послідовності, що надходять з каналу зв'язку, також розподіляються за допомогою комутатора СК1 k інформаційних каналів. За допомогою лінійного перетворювача П, аналогічного перетворювача кодуючого пристрою, знову формується символ перевірки k + 1, який порівнюється (сумуються по модулю два) з перевірочним символом, що надходить безпосередньо з каналу зв'язку.
У разі відсутності помилок послідовність символів, що утворюється на виході суматора, складається з одних нулів. Для розрізнення і виправлення помилок, кожна сукупність спотворених символів (у межах допустимої пачки), що підлягає виправленню, повинна призводити до певного, відмінного від інших, розташування одиниць у утворюється на виході суматора послідовності. Така послідовність, яка несе інформацію про структуру помилки, називається синдромом помилки. Вона надходить із виходу формувача синдрому помилки.
Очевидно, що в процесі порівняння одиниця в синдромі може і не утворюватися, якщо одночасно виявиться спотвореною не лише інформаційний символ, а й перевірочний, сформований за участю інформаційного символу. Для того щоб виключити таку можливість, інформаційні та відповідні їм перевірочні символи розносяться в каналі часу передачі, що здійснюється за допомогою осередків пам'яті перетворювача. Оскільки передбачається, що за пачкою помилок слідує певнечисло неспотворених символів, то одночасне спотворення інформаційних і перевірочних символів, що залежать від них, вважається неможливим. Якщо ж довжина пачки помилок перевищить значення, на яке розраховується код, або між пачками помилок не буде необхідної кількості неспотворених символів, то рекурентний код не забезпечить виправлення помилок. Більш того, при цьому може статися виправлення правильно прийнятого інформаційного символу на неправильний. Аналізатор синдрому, що входить до складу блоку корекції, є логічною схемою, що визначає, до якого інформаційного каналу відноситься черговий спотворений символ, і формує відповідний імпульс корекції.
Пристрій виправлення помилок включає суматори по два модулі для кожного інформаційного каналу і буферні регістри, розташовані як до, так і після суматорів, для вирівнювання тимчасових затримок, що виникають при формуванні та аналізі синдрому. http://peredacha-informacii.ru/ Вихідна послідовність виправлених інформаційних символів формується синхронним комутатором СК2.
Нині відомо багато різновидів рекурентних кодів. Зазвичай, є наслідком розвитку ідей Д.В. Хагельбаргера, використаних ним при побудові найпростіших рекурентних кодів.