II
РАДИОСВЯЗЬ
II
сверточного кода, исправляющая способность ТК в большей
степени зависит от распределения числа кодовых блоков, рас-
положенных на растоянии d от других кодовых блоков, т.е. от
вида функции распределения S(d), описывающей спектр рас-
стояний, и, особенно, от той ее части, где d<dcp [19]. Следова-
тельно, в отличие от других кодов, где для оценки их эффек-
тивности достаточно знать лишь некоторые параметры фун-
кции распределения S(d), для корректной оценки эффектив-
ности ТК необходимо располагать весьма полным описани-
ем этой функции.
Свойства функции S(d) зависят от длины и вида исполь-
зуемого сверточного кода, а также от параметров перемежи-
теля. Что касается вида используемого сверточного кода, то
наиболее благоприятная форма закона распределения S(d),
с точки зрения влияния его на вероятность ошибочного деко-
дирования, достигаете») для рекурсивного сверточного коде-
ра (с обратной связью), который имеет неограниченную ре-
акцию при воздействии на его вход единичного бита [20].
Эффективность ТК повышается с ростом как длины ко-
дового ограничения сверточного кода, так и длины переме-
жителя, причем структура перемежителя сравнительно сла-
бо влияет на их эффективность [19].
Из рассмотрения принципа кодирования следует, что при
декодировании блок можно “расщепить” на два кодовых бло-
ка, причем информационные части этих двух блоков в силу
систематического кодирования и с учетом перемежения иден-
тичны. Это обстоятельство позволяет использовать два де-
кодера, каждый из которых производит декодирование свое-
го кодового блока. Поскольку информационные части каж-
дого из двух кодовых блоков идентичны, то декодированную
информацию первого (второго) декодера с учетом переме-
жения используют в качестве априорной информации для вто-
рого (первого) декодера с целью уточнения результата деко-
дирования, тем самым как бы замыкая обратную связь меж-
ду декодерами двух кодовых блоков. Подобную операцию по-
вторяют многократно, реализуя таким образом принцип де-
кодирования.
Вариант построения итерационного декодера приведен
на рис. 11 [19]. Декодер для каждой итерации представляет
собой каскадное соединение двух элементарных декодеров:
декодера 1
и декодера 2.
Каждый из этих декодеров выносит решение о пере-
данном символе на основе критерия максимальной апос-
териорной вероятности (Maximum A Posteriori - МАР), что
обеспечивает минимум вероятности ошибочного декодиро-
вания каждым элементарным декодером. На первой итера-
ций от демодулятора на вход декодера 1
поступают оценки
(“мягкие” решения) символов от демодулятора систематичес-
кой и первой проверочной частей первого кодового блока.
На выходе декодера 1
формируется оценка (“мягкое” реше-
ние) информационного символа, которая затем использует-
ся в качестве априорной информации о нем для декодера 2.
Этот декодер производит оценку символа с выхода переме-
жителя на основе проверочной части второго кодового сло-
ва. На второй и последующих итерациях декодирования эта
оценка обновляется и используется как априорная информа-
ция о переданном символе для декодера 1. Таким образом,
на вход каждого из двух элементарных декодеров поступают
“мягкие” решения, результат декодирования на выходе эле-
ментарного декодера - также “мягкое” решение. По этой при-
чине такие схемы называют декодерами с мягким входом и
мягким выходом (Soft Input Soft Output - SISO). Окончатель-
ное принятие решения о переданном информационном сим-
воле выносится декодером 2. Каждая последующая итера-
ция увеличивает априорную информацию о переданном сим-
воле. Окончание процесса декодирования происходит либо
после выполнения заданного количества Q итерационных
циклов, либо после того, как величина поправки результата
декодирования достигнет установленного порога.
Турбо-декодер имеет такую же сложность по.числу тре-
буемых операций сложения и умножения, что и декодер Ви-
терби сверточного кода с длиной кодового ограничения
Kc=3+log2Q+K, где К - длина кодового ограничения RSC-ko-
дера ТК; Q - число итераций декодирования [21]. Например,
для ТК с К=3 соответствующий турбо-декодер с Q=8 пример-
но равен по сложности декодеру Витерби с Кс=9.
Вычислительная сложность турбо-декодера в расчете на
один информационный бит не зависит от длины информаци-
онного блока к. В этом смысле ТК подобен сверточному коду.
Однако с ростом к, для ТК, как для всех блоковых кодов, воз-
растает требуемый объем памяти декодера и, соответствен-
но, время задержки декодирования [19].
Турбо-коды дают возможность получить значение BER
порядка 105
при величине Eb/No, превышающей лишь на
0,5 ДБ минимально необходимую величину, равную 0,2 дБ
для двоичного канала связи и данной скорости передачи ин-
формации [21]. Здесь ЕЬ - энергия сигнала, приходящаяся
на один информационный бит; No - спектральная плотность
X : С и с т е м а т и ч е с к а я и н ф о р м а ц и я
X " : Д е к о д и р о в а н н а я и н ф о р м а ц и я
Г г : П р о в е р о ч н а я и н ф о р м а ц и я
е fe i, е г ) : А п р и о р н а я и н ф о р м а ц и я
Рис. 11.
Турбо-декодер. Одна итерация
38
U Радиолюбитель - 0 9 /2 0 0 8
предыдущая страница 38 Радиолюбитель 2008-09 читать онлайн следующая страница 40 Радиолюбитель 2008-09 читать онлайн Домой Выключить/включить текст