Сверточное кодирование

Сверточное кодирование

Параметры сверточного кодера: память кодера К –число разрядов сдвигового регистра, кодовая скорость k/n - отношение количества символов во входной и выходной последовательностях, кодовое ограничение – число символов входной последовательности, влияющих на символ выходной последовательности. Пример кодера с параметрами k/n =0,5, К=2,  кодовое ограничение 3 = К+1 приведен на рисунке. Биты входной информационной последовательности вводятся по одному в сдвиговый регистр. За один такт коммутатор снимает с сумматоров и выдает на выход кодера 2 бита. Каждый бит выходной последовательности зависит от трех битов входной последовательности.

Лекция "4.9 Параметрические запросы" также может быть Вам полезна.

Кодовая скорость может быть повышена вычеркиванием некоторых символов на выходе кодера (перфорация, выкалывание кода) по определенному алгоритму.

Сверточные коды получили широкое применение, т.к. оказались во многих случаях лучше блоковых при сопоставимой сложности аппаратной реализации кодера и декодера.

Сверточный кодер описывается порождающими многочленами, импульсной характеристикой, диаграммой состояний, решетчатой диаграммой.

Порождающие векторы, или порождающие многочлены g_i  определяют вид связей регистра с сумматорами. На рисунке g₀(D)=D²+D+1,  g₁(D)=D² +1, D – формальная переменная (оператор задержки). В восьмеричной системе порождающие многочлены кодера описываются вектором (7, 5).

 Импульсная характеристика  - выходная битовая последовательность, формируемая при подаче на вход кодера одной единицы. Реакция на любую входную последовательность получается суммированием по модулю 2 смещенных импульсных характеристик. Как видно из рисунка, на один   входной бит кодер выдает 6 выходных битов, а не 2 согласно кодовой скорости. Лишние 4 битовых позиции занимает "очистка" кодера, т.е. приведение регистра в исходное состояние после прохождения информационной последовательности битов. Если сверточный код искусственно делят на блоки, после прохождения каждого блока необходимо добавить биты для очистки кодера.

Диаграмма состояний – направленный граф, показывающий возможные изменения состояний триггеров регистра и появляющиеся при этом на выходе кодера кодовые комбинации. Рассматриваемый кодер может находиться в одном из четырех состояний. Стрелки на графе указывают возможные изменения состояний при поступлении на вход кодера единицы (показаны сплошной линией) или нуля (пунктирные линии). Каждый переход помечен кодовой комбинацией, появляющейся на выходе кодера при этом переходе.