4. Кодирование информации

Под кодированием в широком смысле понимают отображение сообщения в сигнал для передачи его по каналу.

Под кодированием в узком смысле понимают преобразование сообщений дискретного источника для передачи их по дискретному каналу связи.

Реализация кодирования на передающей стороне всегда предполагает применение обратной процедуры – декодирования – для восстановления принятого сообщения.

Устройства, осуществляющие кодирование и декодирование называются, соответственно, кодер и декодер. Вместе их называют кодеком.

Во вводной лекции обозначены общие задачи кодирования источника и канала связи. Рассмотрим несколько подробнее назначение элементов схемы (рис. 1), решающих задачи кодирования.

Кодер источника. Подавляющая часть исходных сообщений - речь, музыка, изображения и т.д. - предназначена для непосредственного восприятия органами чувств человека и в общем случае плохо приспособлена для их эффективной передачи по каналам связи. Поэтому сообщения, как правило, подвергаются кодированию.

Абстрагируясь от конкретного физического содержания, подлежащие формальному описанию сообщения независимо от того, являются ли они явлением природы, состоянием системы или буквами языкового алфавита, будем обозначать символами некоторого абстрактного алфавита и называтьпервичным алфавитом. Таким образом, первичный — это исходный, кодируемый алфавит. Абстрактным будем называть алфавит, за символами которого не кроется конкретное содержание. Число качественных признаков (ими могут быть произвольные однозначно различимые наборы символов, буквы алфавитов различных языков либо произвольная буква с разным набором индексов при ней) абстрактного первичного алфавита обозначим .

Набор однозначно различимых качественных признаков, обладающих необходимыми физическими свойствами для перемещения символов первичного алфавита в пространстве и во времени, будем обозначать и называть вторичным алфавитом. Таким образом, вторичный — это алфавит, при помощи которого символы первичного алфавита преобразуются в ту форму, в которой они обрабатываются либо перемещаются. Число качественных признаков вторичного алфавита обозначим . Во всех случаях, когда, необходим процесс кодирования каксжатия информации.

Если источник информации является непрерывным, то в процедуру кодирования обычно включают и дискретизацию непрерывного сообщения, то есть его преобразование в последовательность элементарных дискретных сообщений.

Кодер канала. Основные задачи, решаемые на этапе канального кодирования это:

- согласование различных алфавитов источника и канала;

- обеспечение максимально возможной скорости передачи сообщений источника при одновременном достижении сколь угодно высокой верности приема, понимаемой как вероятность ошибочного декодирования.

В курсе теории информации и кодирования в основном изучаются вопросы обработки и передачи информации от дискретных источников. Поэтому под кодированием в непрерывном канале будем понимать сопоставление последовательностей, составленных из символов источника сообщений, с непрерывными сигналами длительности T, принадлежащими пространству , а поддекодированием в непрерывном канале —сопоставление любого непрерывного сигнала длительности T, принадлежащего пространству , последовательностям символа источника.