1 Определение и классификация методов кодирования.
В общем случае кодированием называется отображение элементов (символов) дискретного сообщения комбинациями кодовых символов. Реализация кодирования на передающей стороне системы связи всегда предполагает применение обратной процедуры – декодирования на приемной стороне для восстановления принятого сообщения. Устройства, осуществляющие кодирование и декодирование, называются соответственно кодером и декодером
В силу взаимной однозначности преобразования символов сообщения в кодовые комбинации число кодовых комбинаций равно числу возможных символов алфавита сообщений. Если все кодовые комбинации имеют одну и туже длину , то код называют равномерным, а - длиной кода.
По своему назначению кодирование разделяется на примитивное, экономное и помехоустойчивое (рис.7.1).
Примитивное (безызбыточное) кодирование применяется для согласования алфавита источника и алфавита канала. Оно используется также в целях шифрования передаваемой информации и повышения устойчивости работы систем синхронизации сетей связи. Отличительное свойство примитивного кодирования состоит в том, что избыточность дискретного источника, образованного выходом примитивного кодера, равна избыточности источника на входе кодера.
Избыточностью дискретного - ичного источника называется величина
Она характеризует степень использования информационной емкости алфавита источника: если , то используется полностью; если , то, в принципе, существует иной, более сжатый способ представления сообщений источника.
Избыточность в той или иной мере присуща всем без исключения источникам. Роль ее в процессе передачи и преобразования информации велика и диалектична. С одной стороны, большая избыточность сообщений затрудняет информациооный обем, требуя излишних затрат энергии и времени на передачу сообщений. С другой стороны, сообщения, имеющие малую информационную избыточность, оказываются весьма чувствительными к действию помех, а это, в свою очередь, затрудняет обеспечение достоверности их передачи по реальным каналам связи.
Поэтому все информациооные преобразования сообщений и сигналов разделяют на два основных класса: одни имеют целью уменьшить первичную (естественную) избыточность сообщений, чтобы повысить эфективность их передачи; другие направленны на то, чтобы внести дополнительную (искусственную) избыточность для повышения достоверности (помехоустойчивости) передаваемых сообщений. Если в результате кодирования избыточность сообщений уменьшится, то кодирование называется эффективным (экономным); если в результате кодирования избыточность сообщений сохроняется без изменений, то кодирование называется примитивным.
Экономное кодирование, или сжатие данных, применяется для уменьшения времени передачи информации или требуемого объема памяти при ее хранении. Отличительное свойство экономного кодирования состоит в том, что избыточность источника, образованного выходом кодера, меньше, чем избыточность источника на входе кодера. Экономное кодирование применяется в ЭВМ. Последнии версии опрерационных систем обязательно содержат в своем составе программы сжатия данных (динамические компрессоры и архиваторы), а новый стандарт V.42bis на модемы для связи между ЭВМ по телефонным сетям общего пользования включает сжатие в число процедур обработки данных.
Помехоустойчивое (избыточное) кодирование применяется для обнаружения и (или) исправления ошибок, возникающих при передачи по дискретному каналу. Помехоустойчивое кодирование используется в различных системах связи, при хранении и передаче данных в сетях ЭВМ, в бытовой и профессиональной аудио- и видеотехнике, основанной на цифровой записи. Отличительное свойство помехоустойчивого кодирования состоит в том, что избыточность источника, образованного выходом кодера, больше, чем избыточность источника на входе кодера.
