Новые модификации алгоритма Витерби

Недавно отметивший своё 60-тилетие алгоритм Витерби (АВ) декодирования двоичных свёрточных кодов много десятилетий является одним из наиболее широко используемых алгоритмов помехоустойчивого кодирования для гауссовских каналов космической связи и систем дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Как и все алгоритмы этого типа декодеры АВ формируют аппаратные или программные цифровые каналы для передачи данных на большие расстояния при наличии значительного относительного уровня шума и являются главными узлами модемов, устройств, обеспечивающих взаимодействие передаваемых и принимаемых цифровых потоков информационных сетей с системами передачи данных в эфире или по проводным каналам. Главная функция аппаратуры кодирования при формировании цифровых каналов состоит в обеспечении высокой достоверности связи при гораздо меньшей энергетике передачи данных по сравнению со случаем, когда кодирование не используется.
После создания блоковых версий оптимальных декодеров (ОД) на базе АВ следующей задачей при проектировании и исследованиях декодеров этого типа стало создание декодеров с кратными скоростями. В докладе описаны возможности созданного блокового АВ с кодовой скоростью R=4/8, что позволяет существенно ускорить время декодирования, например, в случае использования каскадирования, а также менять кодовые скорости в каналах с переменными параметрами.
Другое направление в разработках ОД на базе АВ относится к методам, когда продолжение сохраняемых путей декодера не связывается с наличием решётки-таблицы, размеры которой экспоненциально растут с длиной кода. Созданный на основе этого подхода квазиоптимальный декодер, непрерывно сам вычисляет веса сохраняемых путей, количество которых может доходить до нескольких тысяч. В отдельной версии такого декодера выполняется также поиск сливающихся путей, как в обычном АВ, что несколько улучшает характеристики декодера. Длина используемого кода даже при самых первых опытах с новым алгоритмом существенно более, чем K=30, что позволяет надеяться на получение особо высоких его характеристики уже в недалёком будущем.
Наконец, близится к завершению разработка близкого к АВ декодера с также высокими, как ожидается, характеристиками, который имеет свойство продолжать, в основном, только те пути, которые оказываются выжившими после сравнения слившихся пар путей.
Представлены некоторые численные характеристики созданных декодеров.
Все разработки ведутся с использованием технологий ОТ, основой которых являются оптимизационные методы вычислительной математики, как и при исследованиях многопороговых алгоритмов.