Сверточное кодирование

При сверточном кодировании величина k последовательных символов (K = 5 в след. примере) входной информационной последовательности по k=2 бит в каждом символе участвует в образовании n-битовых (n=4) символов выходной последовательности при n>k, причем каждый символ входной последовательности приходится по одному символу выходной последовательности (рисунок 17).

Рисунок 17 - Схема сверточного кодера (4,2,5)

Каждый бит выходной последовательности получается как результат суммирования по модулю 2 (от двух до Kk бит, т.е. от 2 до 5х2 = 10 бит) K (K=5) входных символов, для чего используется n (n=4) сумматоров по модулю 2.

Для данной схемы (рисунок 17) – сверточного кодера типа (n,k,K), где параметры кодера: n – число сумматоров по модулю 2, число бит выходной последовательности: n=4; k – число бит в каждом символе входной информационной последовательности: k=2; K – число символов входной информационной последовательности или длина ограничения.

Параметр K определяет длину сдвигового регистра (в символах), содержимое которого участвует в формировании одного выходного символа (сдвиговый регистр на 5 символов), вид кодера запишется (4,2,5) = (n,k,K), при скорости кодирования R = k/n = 2/4 = 0,5. Следует отметить, что после того, как очередной выходной символ сформирован (например, на рисунке 17 сформирован первый n=4 битовый символ), входная последовательность из состояния K(0,1) = 5, K(0,0) = 4, K(0,1) = 3, K(1,1) = 2, K(0,1) = 1 сдвигается на один символ вправо, т.е. вместо K = 5 имеем K(0,1) = 4, и т.д., в результате чего символ K(0,1) = 1 выходит за пределы регистра.

Символы 2…5 далее перемещаются вправо, каждый на место соседнего, в результате чего по каждому шагу смещения символов входной информационной последовательности формируется новый выходной n-битовый символ, т.е. в данном случае 10-битовая входная информационная последовательность «сворачивается» в 4-битовую выходную последовательность, а из 5 входных символов (по 2 бита в каждом) формируется один выходной n = 4-битовый символ.

Если число бит в символах сдвигового регистра входной информационной последовательности k = 1, т.е. символы однобитовые (а не двухбитовые, как в данном примере), то такой кодер называется двоичным.

Перемежение

Перемежение (interleaving) представляет собой такое изменение порядка следования символов информационной последовательности, т.е. такую перестановку символов, при которой стоявшие рядом символы оказываются разделенными несколькими другими символами. Перемежение, как процедура перестановки символов, предпринимается с целью преобразования групповых ошибок (пакетов ошибок) в одиночные ошибки, с которыми проще бороться с помощью блочного и сверточного кодирования.

Использование перемежения – одна из характерных особенностей систем сотовой мобильной связи, и это является следствием неизбежных глубоких замираний радиосигналов в условиях многолучевого распространения радиоволн, которые практически всегда имеют место, особенно в условиях плотной городской застройки, лесных массивов и др.

При этом группа следующих один за другим символов, попадающих на интервал глубокого замирания сигнала, с большой вероятностью оказывается ошибочной. Если же перед информационной последовательности в радиоканал она подвергается процедуре перемежения, а на приемном конце восстанавливается в прежний порядок следования символов, то пакеты ошибок с большой вероятностью рассыпаются на одиночные ошибки. Существует несколько схем перемежения и их модификации: диагональная (рисунок 18), блочная (рисунок 19) и другие.

Рисунок 18 - Схема диагонального перемежения Рисунок 19 - Схема блочного перемежения

В диагональной схеме перемежения входная информация делится на блоки, а блоки – на субблоки, при этом в выходной последовательности субблоки, например второй половины предыдущего блока, чередуются с субблоками первой половины следующего блока.

При блочном перемежении входная информация также делится на блоки, по n-субблоков (или символов) в каждом блоке, в выходной последовательности чередуются субблоки kn последовательных блоков.

Дата добавления: 2015-12-01