Применение современных технологий проектирования для перспективных систем цифровой связи

В докладе указаны новые технологичные методы проектирования характеристик высокоскоростных цифровых спутниковых систем связи (ССС), которые могут успешно преодолеть проблемы реализации высоких скоростей таких систем, указанные в [1]. Эти методы базируются на новых модификациях хорошо известных мажоритарных алгоритмов декодирования, названных многопороговыми декодерами (МПД), разрабатывавших-ся в течение ~50 лет и успешно законченных в настоящее время в ИКИ РАН в рамках современной Оптимизационной Теории (ОТ) помехоустойчивого кодирования [2,3]. ОТ пол-ностью решила великую проблему К. Шеннона о простом высокодостоверном декодировании цифровых потоков при передаче по каналам с большим уровнем шума. Этим полно-стью завершена прежняя неоправданно математизированная теория кодирования (ТК).
Алгоритмы МПД на базе ОТ для всех традиционных в ТК каналов обеспечивают минимальную, т.е. линейную по длине кода n сложность декодирования N как число простейших операций с небольшими целыми числами: N~n. При хорошем выборе кодов решения МПД практически всегда совпадают с решениями оптимальных декодеров (ОД), обычно реализуемых с экспоненциальной по n сложностью. Уровень ОД по достоверности алгоритмы МПД обеспечивают даже при относительных уровнях шума, весьма близких к пропускной способности канала, что и составляет абсолютно полное решение проблемы Шеннона о передаче «цифры» по шумящим каналам [2,3].
Особенно важно, что в ОТ возможно создание МПД алгоритмов однотактного «мгновенного» действия, совершенно не снижающих скорость работы аппаратуры ССС), что и решает все вопросы построения таких особо быстрых узлов передачи «цифры» при сбросе данных с космического аппарата (КА) на Землю. А с учётом хороших энергетических характеристик МПД в новых системах упрощается и проектирование систем бортового питания, поскольку такие декодеры МПД легко реализуют уровни энергетического выигрыша от кодирования (ЭВК), существенно лучшие, чем даже у алгоритма Витерби (АВ) с длиной кодирующего регистра K~15 и более, пока даже не обсуждаемых в проектах будущих ССС. Эти технические решения уже ~20 лет как проверены в ИКИ РАН, запатентованы, отмечены Золотой медалью Международного салона изобретений и успешно опробованы в макете на ПЛИС, уже тогда работавшем на скорости более 1 Гбит/с.
В докладе описана новая линейка спроектированных декодеров МПД для разных уровней относительной энергетики цифрового канала с весьма простой структурой таких декодеров. И эти МПД также допускают высокоскоростную реализацию декодирования для ССС и ДЗЗ с гигабитовой ёмкостью на той же скорости, на которой работают прочие узлы этих ССС, т.е. совершенно не создавая какого-либо торможения обработки из-за применения кодирования Указано, что параметры алгоритмов ОТ, имеющих все характеристики по скорости и достоверности, близкие к наилучшим теоретическим уровням, существенно улучшить уже весьма трудно и практически просто нереально. К сожалению, других аналогичных доступных разработок нет.