Современное состояние и направления развития теории кодирования, диктуемые созданием систем связи следующих поколений

Мы рассмотрим следующие три направления современных систем связи: оптическая связь, радиорелейная связь между вышками мобильной связи и системы связи повышенной защищенности от преднамеренных помех.
Оптическая связь (как локальная, так и магистральная) в современных условия играет ключевую роль. Если в начальный период скорости передачи по таким линиям составляли единицы гигабит в секунду, то в настоящее время это уже десятки гигабит в секунду, а в следующих поколениях планируются сотни и тысячи гигабит в секунду. Такие переходы предъявляют новые требования к помехоустойчивому кодированию. Если ранее требования к надежности (вероятности ошибочного бита) составляли порядка $10^{-5}$–$10^{-6}$, то в оптических линиях требуется вероятность ошибочного бита порядка $10^{-12}$–$10^{-15}$. Учитывая ограниченность излучаемой энергии, от помехоустойчивого кодирования требуется энергетический выигрыш порядка $6$ дБ ($4$ раза) для перехода к десяткам гигабит в секунду и выигрыша порядка $12$–$15$ дБ ($16$–$32$ раза) для перехода к сотням и тысячам гигабит в секунду. Эти проблемы требуют использовать очень длинные коды (порядка $30\,000$–$300\,000$ двоичных символов) с относительно высокой скоростью передачи (порядка $0.8$–$0.93$). Это требует, чтобы при кодировании и декодировании требовалось минимально возможное число операций на передаваемый бит. В то же время имеет место несоответствие электрической скорости передачи быстродействию современных вычислительных схем. Это приводит к необходимости создавать такие коды, у которых процессы кодирования и декодирования естественным образом могут быть распараллелены в десятки и сотни раз.
Все, что было сказано о проблемах помехоустойчивого кодирования для оптической связи, в существенной мере относится и к связи между вышками мобильной связи. Отличие определяется меньшей электрической скоростью, характером шумовых искажений и меньшими длинами кодовых комбинаций.
Рассмотрим теперь проблемы создания систем связи, устойчивых к преднамеренным помехам. Много десятилетий базой для таких систем служил принцип псевдослучайных прыгающих частот, предложенный еще во время Второй мировой войны в США киноактрисой Хеди Ламарр. Главная идея, что противник не успевает поставить помеху, как мы уже работаем на другой частоте. Развитие вычислительной и измерительной техники принципиально изменило ситуацию: противник успевает за долю длины посылки определить частоту и на большую часть посылки поставить подавляющую помеху. Уязвимость этого принципа в том, что его защищенность всегда будет падать с развитием науки и технологии. Естественный выход в том, чтобы создать такой метод передачи с помощью псевдослучайных прыгающих частот, при котором определение частоты, на которой ведется передача, не давало бы возможности противнику увеличить подавление. Такие методы разработаны на основе частотно-позиционного кодирования и специальных помехоустойчивых кодов.