Помехоустойчивое кодирование: с чего все начиналось?

Ни для кого не представляет секрета тот факт, что при передаче любого сообщения информация может быть искажена, т.е. в передаваемых сведениях возможно появление ошибочных данных. Искажение информации может происходить под действием множества самых разнообразных факторов, однако наиболее распространенными являются следующие:

- возникновение в отправляющем, принимающем устройстве или передатчике неполадок, связанных с аппаратной или программной частью-

- наличие помех в соединительном канале связи, что может быть связано как с неисправностью из-за повреждения, так и с неполадками из-за наличия внешнего воздействия (целенаправленного или случайного).

Видео: Выбор и внедрение стандарта кодирования в большой команде (Максим Кочкин, Mamba.ru)

Для того чтобы обеспечить целостность информационного сообщения при передаче по различным каналам связи, сегодня используются различные технологии, однако наиболее распространенным, популярным, простым и удобным средством обеспечения защиты данных от воздействия является помехоустойчивое кодирование.

История обеспечения сохранности информации при передаче началась с 1948 г., когда была опубликована известная работа К. Шеннона «Математическая теория связи». Именно эта статья является первоосновой для формирования такого понятия, как помехоустойчивое кодирование, под которым понимается кодирование, обеспечивающее контроль появления ошибок и, в случае необходимости, их исправление.

Видео: Детский Алкоголизм

Из статьи Шеннона следует ошеломляющий вывод: заниматься построением каналов связей, сводящих к минимуму формирование ошибок в сообщение, сложно и экономически нецелесообразно. Гораздо проще и выгоднее применять различные методы кодирования информации. В то же время Шеннон не указывал какие-либо конкретные коды, а только доказал их существование.

Виды кодирования информации активно изучались в пятидесятые годы прошлого века, однако полученные результаты не приносили никакого практического эффекта. Следующее десятилетие было ознаменовано нахождением методики, которая позволяла бы создать комплекс технологий для уменьшения вероятности формирования ошибки при передаче сообщения.

Первая технология получила названия блоковых кодов и носила преимущественно математический характер. Впервые помехоустойчивое кодирование в данной форме было представлено в 1950-х годах, когда блоковые коды могли исправлять только одну ошибку. Разумеется, подобные коды малоэффективны, а потому на протяжении длительного времени проводились различные исследования и разработки. В результате был создан целый класс кодов, позволявших отслеживать и исправлять кратное количество ошибок.

Иная технология, характеризующая помехоустойчивое кодирование, – попытки осмыслить кодирование и декодирование, появление и исправление ошибок с точки зрения теории вероятностей. В результате длительных исследований был создан класс неблоковых кодов, в котором наиболее широкое распространение получили сверточные коды.

В семидесятых годах прошлого столетия эти две технологии стали рассматриваться в едином ключе, в результате чего наконец-то удалось получить именно те коды, о которых вел речь в своей статье Шеннон. В результате проведения множества работ были предложены две схемы, которые формировали семейство кодов и обеспечивали высокие показатели обеспечения целостности сообщения при его передаче по каналам связи.

Такова была история формирования помехоустойчивого кодирования. Разумеется, сегодня предложено множество разнообразных схем и концепций по сохранению информации при передаче, которые отличаются функционалам, избыточностью, надежностью, структурой, эффективностью и иными ключевыми характеристиками.