Декодирование в случае наличия ошибок при приеме

Рассмотрим теперь случай, когда в канале связи возникли ошибки, например, при передаче первого и третьего информационного битов (на рис. 14 они обведены).

Теперь метрики первой и третьей ветвей оптимального пути не равны нулю и суммарная метрика оптимального пути d_еН = 2. Однако как следует из рис. 2.7, оптимальный путь с наименьшей суммарной метрикой восстанавливает передачу последовательности информационных

Рис. 14. Декодирование на основе алгоритма Витерби в случае приема с ошибками

бит, т. е. использованный код исправляет ошибки. Разумеется, алгоритм Витерби не во всех случаях дает верный результат на выходе декодера. На рис. 2.8 показан пример кода (2, 1, 3) для информационной последовательности, состоящей из всех нулей. При этом все символы на выходе кодера равны 0. Однако ошибки при приеме первых трех символов приводят к ошибке первого бита на выходе декодера.

Рис. 15. Декодирование на основе алгоритма Витерби нулевой последовательности при наличии ошибок на выходе

Рассмотренный метод декодирования, когда в качестве метрики используют расстояние Хэмминга, называют декодированием с жестким решением. Здесь каждому символу на выходе демодулятора соответствует одно из двух значений: 0 или 1. Лучшие результаты в смысле восстановления исходного сигнала дает декодирование с мягким решением. В этом случае каждый символ на выходе демодулятора подвергают квантованию. Для оптимизации приема сигнала в канале с гауссовым шумом достаточно использовать 8-уровневые квантователи. При этом, например, уровню передачи логической единицы, будут соответствовать q_i = 1– 4, а уровню передачи логического нуля q_i = (–1) – (– 4) (возможно и наоборот). Величина квантованного уровня определяет доверительную вероятность полученного результата. Более высоким уровням (3; 4) соответствует более высокая доверительная вероятность. При этом метрику отдельных ветвей вычисляют, суммируя совпадающие значения q_i и вычитая несовпадающие.

При декодировании с мягким решением в качестве оптимального пути выбирают путь с максимальной суммарной метрикой, что соответствует максимальной накопленной доверительной вероятности. Декодирование с мягким решением даже при трехкратной ошибке в приеме символов (рис. 15) может обеспечить оптимальный результат без ошибок на выходе декодера, что соответствует большей помехозащищенности канала связи, чем при использовании декодирования с жестким решением.

Дата добавления: 2014-11-08