Общие требования, предъявленные к реализации кодеков помехоустойчивых кодов

Аппаратурная реализация кодеков помехоустойчивых кодов обеспечивает высокую скорость обработки (декодирования) информации и, следовательно, данный способ реализации кодеков помехоустойчивых кодов наиболее целесообразно использовать в современных высокоскоростных (В>100 Мбит/с) системах связи. С целью минимизации габаритов, веса и объема оборудования кодеков принципиальные электрические схемы кодеков выполняются с использованием современных цифровых интегральных микросхем (ИМС).

Выбор элементной базы, т. е. конкретной серии и типа (ИМС), для разработки принципиальных электрических схем кодеков производится по следующим правилам [1-9]:

– верхняя граничная частота (частота переключения) ИМС должна быть в два-три раза больше максимальной тактовой частоты проектируемого кодека. Данный частотный «запас» обеспечит надежную работу кодека;

– минимальное потребление кодеком электроэнергии;

– большой набор функциональных элементов в выбираемой серии ИМС;

– большая (высокая) степень интеграции микросхем, т. е. использование для проектирования и реализации кодеков БИС, СБИС, проектируемых логических матриц (ПЛМ) и т.д.; выполнение данного правила обеспечивает минимальный объем оборудования кодеков;

– минимальная стоимость ИМС и др.

При разработке принципиальных электрических схем функциональных блоков кодека необходимо соблюдать выполнение следующих требований [2,7]:

– простота схемотехнических решений;

– оригинальность схемотехнических решений (патентная чистота данных решений);

– минимальный объем оборудования кодека;

– принцип работы кодека должен быть простым, т. е. понятен техническому персоналу, обслуживающему данные устройства связи;

– наличие встроенных автоматизированных систем технического контроля и диагностики кодека.

Выполнение вышеперечисленных правил-требований обеспечит разработчику систем связи технически грамотное проектирование кодеков помехоустойчивых кодов. Далее рассматриваются общие принципы проектирования (разработки) кодеков двоичных групповых линейных блоковых кодов, имеющих широкое практическое применение в современных цифровых системах связи. К таким кодам относятся следующие циклические коды (ЦК): Хэмминга, Рида-Соломона, БЧХ-коды, Файра и др. Проектирование кодеков помехоустойчивых кодов может производиться по разным методикам. Рассмотрим проектирование кодеков важнейших ЦК по следующей методике:

1) приводятся краткие теоретические сведения о коде;

2) рассматриваются конкретные параметры кода;

3) разрабатываются алгоритмы кодирования и декодирования кодов;

4) разрабатываются структурные и функциональные схемы, а принципиальные схемы разрабатываются для коротких кодов с кратким описанием принципов их работы.

Кроме того, с целью минимизации сложности проектирования рассматриваются коды с малой длиной кодового ограничения (n<100 двоичных символов) и только алгебраические алгоритмы декодирования, а именно: либо мажоритарный, либо синдромный алгоритмы декодирования.