1. Синхронизация идеальна? Не может быть такого, что проскочат 4 одинаковых цифры или наоборот 2?
2. Какова природа шума? Можно ли его считать аддитивным, белым?

Если синхронизация идеальна, а шум белый, аддитивный, то существует для данного системы идеальный алгоритм (лучше придумать нельзя, судя по теории)

усредняются подряд три отсчета. Если сумма попадает в промежуток
от -75 и ниже, то в выходной поток пишется -100
от -75 до -25, то в выходной поток пишется -50
от -25 до 25, то в выходной поток пишется 0
от 25 до 75, то в выходной поток пишется 50
от 75 выше, то в выходной поток пишется 100