Каскадные коды

Применение корректирующего кодирования в системах связи

Приведенные ниже несколько типичных примеров применения помогут понять, как эффективнее на практике осуществлять кодирование в системах связи. Один из типичных случаев характерен для систем, в которых требуются очень мощные коды. Обычный метод реализации таких кодов состоит в каскадировании двух или более простых кодов.

Еще одной интересной проблемой является кодирование для каналов, в которых ошибки возникают не независимо, а пакетами. Рассмотренные ранее методы кодирования при этом становятся совершенно неэффективными, поскольку все их характеристики определялись исходя из того, что ошибки в отдельных символах независимы друг от друга.

Каскадные коды были впервые предложены Форни в качестве метода практической реализации кода с большой длиной блока и высокой корректирующей способностью. Эта цель достигается введением нескольких уровней кодирования, обычно – двух.

Основную идею каскадного кодирования с двумя уровнями иллюстрирует рис. 5.1.

Рис. 5.1

В этой схеме комбинацию внутреннего кодера, канала и внутреннего декодера иногда называют суперканалом, аналогично, комбинацию внешнего и внутреннего кодеров - суперкодером, а комбинацию внутреннего и внешнего декодеров – супердекодером.

Длина каскадного кода получается равной N1 = N·n двоичных символов, где N - длина внешнего кода, а n - длина внутреннего кода. При этом информационная длина кода составляет K1 = K · k двоичных символов, а скорость кода R1 = R · r. Несмотря на то, что общая длина кода получается большой и, соответственно, значительно возрастает его исправляющая способность, его декодирование может выполняться с помощью двух декодеров, рассчитанных на длины составляющих его кодов n и N. Это позволяет многократно снизить сложность декодера в сравнении с тем, если бы такая исправляющая способность достигалась одноуровневым кодированием.

Простейшей иллюстрацией к каскадному кодированию является итеративный код, рассмотренный в параграфе 3.2.2. Этот код состоит из простых кодов с проверкой на четность (по строкам и столбцам), но в то же время обладает исправляющей способностью. На практике, конечно, используются гораздо более сложные коды.

Обычно внешнее кодирование выполняется блочными кодами, а внутреннее – более приспособленными для побитовой передачи по радиоканалу сверточными кодами. Каскадное кодирование широко применяется на практике, в частности, при помехоустойчивом кодировании речевой информации в системе сотовой связи формата GSM.

Дата добавления: 2014-01-07