dekoodausalgoritmeja

Dekoodausalgoritmit ovat menetelmiä, joiden avulla koodatun tai pakatun tiedon alkuperäinen sisältö palautetaan mahdollisimman tarkasti. Niitä käytetään sekä virheenkorjauksessa että tiedon purussa. Kun vastaanotettu data sisältää virheitä melun vuoksi, dekoodausalgoritmit hyödyntävät koodin redundanssia ja tilallista rakennetta arvioidakseen oikeat bitit tai symbolit ja palauttavat siten alkuperäisen informaation.

Yleisimmät dekoodausmenetelmät liittyvät virheenseurantakoodaukseen. Viterbi-dekoodaus soveltuu erityisesti konvoluutionaalisille koodeille ja etsii maksimaalisen todennäköisyyden sekvenssin. BCJR-dekoodaus (MAP-dekoodaus) arvioi a posteriori -todennäköisyyksiä sekä bitin että symbolin tasolla. Belief propagation -aloritmit käytetään erityisesti LDPC- ja Turbo-koodien purkuun. Reed-Solomon -dekoodaus, joka perustuu Berlekamp–Massey -menetelmiin sekä Forney'n algoritmiin, korjaa ylikuulumisen virheitä erityisesti tallennusmedioissa ja virheenkorjauksessa. Lähdekoodauksen purussa käytetään Huffman- tai aritmeettista koodia sekä muita vastaavia menetelmiä pakatun datan takaisin saamiseen.

Ominaisuudet ja toteutustavat vaihtelevat. Dekoodaus voidaan toteuttaa kovapäätöksellä (hard decision) tai pehmeällä päätöksellä (soft decision). Soft-decision-dekoodaus hyödyntää kanavasta saatua todennäköisyystietoa paremman virheenkorjauksen saavuttamiseksi, mutta se on usein monimutkaisempi ja vaatii enemmän laskentaa. Kovapäätöksinen dekoodaus on nopeampi ja yksinkertaisempi, mutta vähemmän suorituskykyinen meluisassa ympäristössä.

Sovelluskohteita ovat digitaalinen viestintä ja tallennus, kuten 5G-, Wi‑Fi- ja satelliittiviestintä sekä optiset ja magneettiset tallennusmediat. Reed-Solomon -dekoodit ovat yleisiä CD-, DVD- ja Blu-ray -medioissa sekä QR-koodeissa, kun taas LDPC- ja Turbo-koodien dekoodaus tunnetaan laajasti verkkoyhteyksissä ja langattomissa standardeissa. Tutkimuksessa kehitellään yhä tehokkaampia ja energiatehokkaampia dekoodausalgoritmeja sekä yhdistettyjä lähestymistapoja koneoppimisen suuntauksin.