Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Последовательные каскадные сверточные коды ( SCCC ) представляют собой класс кодов с прямым исправлением ошибок (FEC), хорошо подходящий для турбо (итеративного) декодирования. [1] [2] Данные, которые должны быть переданы по каналу с шумом, могут сначала кодироваться с использованием SCCC. После приема кодирование может использоваться для удаления любых ошибок, внесенных во время передачи. Декодирование выполняется путем повторного декодирования и [де] перемежения принятых символов.

SCCC обычно включают в себя внутренний код , внешний код и связывающий перемежитель. Отличительной особенностью SCCC является использование рекурсивного сверточного кода в качестве внутреннего кода. Рекурсивный внутренний код обеспечивает «усиление перемежителя» для SCCC, что является источником отличной производительности этих кодов.

Анализ SCCC был частично вызван более ранним открытием турбокодов в 1993 году. Этот анализ SCCC проводился в 1990-х годах в серии публикаций Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL). Исследование предложило SCCC как форму турбо-подобных последовательных конкатенированных кодов, которые 1) были итеративно («турбо») декодируемы с разумной сложностью , и 2) давали характеристики исправления ошибок, сравнимые с турбокодами.

Предыдущие формы последовательных конкатенированных кодов обычно не использовали рекурсивные внутренние коды. Кроме того, составляющие коды, используемые в предшествующих формах последовательных конкатенированных кодов, обычно были слишком сложными для разумного декодирования с программным вводом и выводом ( SISO ). Декодирование SISO считается важным для турбодекодирования.

Последовательные каскадные сверточные коды не нашли широкого коммерческого использования, хотя они были предложены для стандартов связи, таких как DVB-S2 . Тем не менее, анализ SCCCs обеспечил представление о производительности и пределы всех типов итерационных декодируемых кодов , включая турбокоды и LDPC - коды. [ необходима цитата ]

Патент США 6023783 охватывает некоторые формы SCCC. Срок действия патента истек 15 мая 2016 г. [3]

История [ править ]

Последовательные конкатенированные сверточные коды были впервые проанализированы с точки зрения турбо-декодирования в статье С. Бенедетто, Д. Дивсалара, Г. Монторси и Ф. Поллара «Последовательная конкатенация перемежаемых кодов: анализ производительности, разработка и итеративное декодирование». [4] Этот анализ дал ряд наблюдений для разработки высокопроизводительных турбодекодируемых последовательных конкатенированных кодов, которые напоминали турбокоды . Одно из этих наблюдений заключалось в том, что «использование рекурсивного сверточного внутреннего кодировщика всегда дает усиление перемежителя». [ требуется пояснение ] Это контрастирует с использованием блочных кодов или нерекурсивных сверточных кодов, которые не обеспечивают сравнимое усиление перемежителя.

Дополнительный анализ SCCC был проведен в «Теоремах кодирования для« турбо-подобных »кодов» Д. Дивсалара, Хуэй Джина и Роберта Дж. МакЭлиса. [5] В этой статье анализировались коды повторения-накопления (RA), которые представляют собой последовательную конкатенацию внутреннего рекурсивного сверточного кода с двумя состояниями (также называемого «аккумуляторным» или кодом проверки четности) с простым повторяющимся кодом в качестве внешнего кода, с обоими кодами, связанными перемежителем. Производительность кодов RA довольно хороша, учитывая простоту самих составляющих кодов.

Коды SCCC были дополнительно проанализированы в «Последовательной турбо-решетчатой ​​кодированной модуляции со скоростью-1 внутренним кодом». [6] В этой статье SCCC были разработаны для использования со схемами модуляции более высокого порядка. Были представлены превосходно работающие коды с внутренними и внешними составляющими сверточными кодами только двух или четырех состояний.

Пример кодировщика [ править ]

Рис. 1 - это пример SCCC.

Рис. 1. Кодировщик SCCC.

Примерный кодер состоит из внешнего сверточного кода с 16 состояниями и внутреннего сверточного кода с 2 состояниями, связанных перемежителем. Естественная кодовая скорость показанной конфигурации составляет 1/4, однако внутренний и / или внешний коды могут быть выколоты для достижения более высоких кодовых скоростей по мере необходимости. Например, общая кодовая скорость 1/2 может быть достигнута путем выкалывания внешнего сверточного кода до скорости 3/4 и внутреннего сверточного кода до скорости 2/3.

Рекурсивный внутренний сверточный код предпочтительнее для турбодекодирования SCCC. Внутренний код может быть проколот до скорости 1/1 с приемлемой производительностью.

Пример декодера [ править ]

Пример итеративного декодера SCCC.

Рис. 2. Декодер SCCC.

Декодер SCCC включает в себя два декодера с программным вводом и выводом (SISO) и перемежитель. Хотя эти два декодера SISO показаны как отдельные блоки, они могут использовать общую схему полностью или частично. Декодирование SISO может выполняться последовательным или параллельным способом или некоторой их комбинацией. Декодирование SISO обычно выполняется с использованием декодеров с максимальной апостериорной информацией (MAP) с использованием алгоритма BCJR .

Производительность [ править ]

SCCC обеспечивают производительность, сравнимую с другими итеративно декодируемыми кодами, включая турбокоды и коды LDPC . Они отличаются несколько худшей производительностью в средах с более низким SNR (т. Е. Худшей областью водопада), но немного лучшей производительностью в средах с более высоким SNR (т. Е. Более низким уровнем ошибок).

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Миноли, Даниэль (2008-12-18). Разработка спутниковых систем в среде IPv6 . CRC Press. С. 152–. ISBN 9781420078695. Проверено 4 июня 2014 года .
  2. ^ Райан, Уильям; Лин, Шу (17 сентября 2009 г.). Коды каналов: классический и современный . Издательство Кембриджского университета. С. 320–. ISBN 9781139483018. Проверено 4 июня 2014 года .
  3. ^ «Патент US6023783 - Гибридные конкатенированные коды и итеративное декодирование - Патенты Google» . Google.com . Проверено 4 июня 2014 .
  4. ^ http://www.systems.caltech.edu/EE/Courses/EE127/EE127C/handout/serial.pdf
  5. ^ "Allerton98.tex" (PDF) . Проверено 4 июня 2014 .
  6. ^ http://trs-new.jpl.nasa.gov/dspace/bitstream/2014/18647/1/99-2030.pdf

Внешние ссылки [ править ]

  • «Составные коды», Scholarpedia
  • «Каскадные сверточные коды и итеративное декодирование», Виллиан Э. Райан