Коды, исправляющие ошибки
Содержание | Назад | Вперед | Лабораторные | О курсе

  Содержание



 

5.5. «Мягкое» решение

Рассмотрим передачу двоичных сигналов по каналу с шумом, при использовании сверточных кодов. Существуют два подхода к декодированию помехоустойчивых кодов, основанных на полученной после демодуляции последовательности действительных чисел.

Декодирование с «жестким» решением (hard decision decoding). В этом случае каждому действительному числу сопоставляется 0 или 1, т.е. при использовании жестких решений относительно принятых из канала величин происходят ошибки типа "инверсии" принимаемых символов. В этом случае при декодировании по принципу максимального правдоподобия используется расстояние Хэмминга.

Декодирование с «мягким» решением (soft-decision decoding). Принятые из канала величины квантуются на заданное число уровней, и уровни кодируются числами в некотором интервале, например, кодируются посредством величин -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3 при квантовании на 8 уровней. В этом случае при декодировании по принципу максимального правдоподобия используется обычное евклидово расстояние.

Вообще говоря, для выбора того или иного решения желательно знать статистику шума в канале связи. Кроме того, необходимо помнить, что декодирование с «жестким» решением имеет солидную теоретическую базу, которая гарантирует для заданного кода соответствующую корректирующую способность, Для «мягкого» решения такая теоретическая база практически отсутствует. С другой стороны можно ожидать, что при «мягком» решении количество ошибок, выявленных декодером, будет меньше, чем при «жестком» решении (за счет большего числа уровней), и соответственно один и тот же код сможет исправить большее количество ошибок, например, в канале с аддитивным белым гауссовым шумом (АБГШ). Целесообразность применения декодирования с «мягким» решением также может быть обоснована тем, что по своей природе шумовая компонента в задаче восстановления данных или приема сигналов является непрерывной, а не дискретной. Это означает, что принятые символы более естественно представляются (квантуются) действительными числами (соответствующими напряжению, току), а не двоичными символами из конечного поля GF(2m).

Алгоритм Витерби для «мягкого» решения не отличается от алгоритма для «жесткого» решения, за исключением того, что расстояния вычисляются не по Хэммингу, а как евклидово расстояние. В работах показано, что оптимальным при использовании мягкого решения является квантование сигнала на 8-16 уровней.