«Использование новейших методов помехоустойчивого кодирования в проектах исследования космоса»
В.В. Золотарёв (ИКИ РАН)
Аннотация:
В докладе рассматриваются основные принципы и критерии эффективности применения помехоустойчивого кодирования в задачах обеспечения высокодостоверной цифровой связи на очень больших расстояниях. Представлены характеристики основных методов декодирования корректирующих кодов.
Наилучшими по критериям сложности и эффективности методами декодирования корректирующих кодов в настоящее время являются многопороговые декодеры (МПД), по которым за последнее время опубликован ряд обзоров и в 2004 г. вышел в свет справочник по кодированию. Предлагается использование каскадных методов кодирования на основе МПД для простого и эффективного декодирования при решении задач дальней космической связи и дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ).
Описаны последние разработки аппаратных декодеров на ПЛИС.
Оценивается производительность программных вариантов МПД.
Необходимость кодирования в системах дальней космической связи давно общепризнанна. Сейчас возможны характеристики по энергетике канала, весьма близкой к теоретически возможной для кодов.
Применение кодирования в системах ДЗЗ также обязательно. При этом уменьшаются размеры антенн, увеличивается скорость передачи цифровых данных и снижается мощность радиопередатчиков систем ДЗЗ на борту. В настоящее время легко достичь энергетического выигрыша кодирования (ЭВК) 6-8 дБ, а в некоторый случаях и более 10 дБ. Это особенно важно для очень популярных сейчас малых аппаратов и принципиально меняет облик систем этого класса, позволяя значительно повысить качество, объём и достоверность получаемой информации.
Обсуждаются возможности совместного применения лучших методов высокодостоверного кодирования источника и канала связи. При совместном применении современных методов этого класса возможно повышение энергетической эффективности передачи до 50-80 и более раз.
Делаются выводы о необходимости гораздо более полного и всестороннего использования самых последних достижений теории информации и современных возможностей микроэлектронных технологий в космических проектах ИКИ.
Дополнительная информация по МПД алгоритмам представлена на специализированном веб-сайте ИКИ РАН http://www.mtdbest.iki.rssi.ru