Codarea canalelor

Codificarea fără interferențe se realizează prin introducerea unei cantități destul de mari de informații redundante (de control) în compoziția semnalului transmis. În terminologia engleză, această codificare este numită Forward Error Correcting coding (codificare FEC), adică codificare cu corecție proactivă a erorilor sau codificare a corecției erorilor pe trecere. În comunicarea celulară, codificarea imunității la zgomot este implementată sub forma a trei proceduri - codare bloc, codificare convoluție și intercalare. În plus, coderul de canal îndeplinește o serie de funcții suplimentare: adaugă informații de control, care, la rândul său, sunt supuse și codificării imunitar-zgomot; împachetează informațiile pregătite pentru transmisie și o comprimă în timp; efectuează criptarea informațiilor transmise, dacă acestea sunt furnizate de modul de funcționare al echipamentului. Secvența acestor sarcini este prezentată în schema bloc din Fig. 10.

În codificarea blocului, informațiile de intrare sunt împărțite în blocuri care conțin fiecare simbol k, care, printr-o anumită lege, sunt convertite de către codificator în blocuri n-simbol, cu n> k (figura 10). Raportul R = k / n este numit rata de codare și este o măsură a redundanței introdusă de codor. Cu un codificator rațional construit, o rată de codare mai mică, i. E. redundanță mai mare, corespunde unei imunități mai ridicate la zgomot.

Creșterea imunității la zgomot este facilitată și de creșterea lungimii unității. Coderul de bloc cu parametrii n, k este notat cu (n, k). Dacă caracterele secvențelor de intrare și ieșire sunt binare, adică. constă dintr-un bit fiecare, apoi codificatorul este numit binar; și anume, codificatorii binari sunt utilizați în comunicarea celulară. Circuitul prezentat în Fig. 11, corespunde unui codificator de bloc binar (5, 4).

Codarea canalelor

Figura 10 - Codarea canalelor

Codarea canalelor

Figura 11 - Blocarea codificării

Fiecare bit al blocului de informație de ieșire este suma modulo 2 a câtorva biți (de la unu la k) al blocului de intrare, pentru care sunt utilizați un numărător de modulo n. Unul dintre adaosii din circuitul din Fig. 11 (al doilea din dreapta) este degenerat - intrarea lui primește doar un singur termen.

În codificare (fig. 12) K simboluri succesive convoluționale secvență de informație de intrare de k biți în fiecare simbol, sunt implicate în formarea simbolurilor n biți ale secvenței de ieșire, n> k, în care pentru fiecare simbol al secvenței de intrare au o ieșire caracter.

Figura 12 - Schema de codificare convoluțională (4, 2, 5) (n = 4, k = 2, R = k / n = 1/2). a) - verificarea parității octeților permite detectarea erorilor singulare în octeți; b) - adăugarea unui alt bit 8 de control face posibilă corectarea unei singure erori în opt octeți

Fiecare bit al secvenței de ieșire se obține ca un modulo însumare 2 din mai mulți biți (doi biți la Kk) simboluri de intrare K, care sunt utilizate n sumatoare modulo 2. convoluționale Parametrii coder n, k, este notat cu K (n, k, K) . Raportul R = k / n, ca în coderul de bloc, se numește rata de codare.

Parametrul K se numește lungimea constrângerii; determină lungimea registrului de deplasare (în simboluri) al cărui conținut participă la formarea unui simbol de ieșire. După generarea următorului simbol de ieșire, secvența de intrare este deplasată cu un caracter spre dreapta (Figura 11). Ca urmare, simbolul 1 este dincolo de limitele registrului, caracterele de 2 ... 5 sunt deplasate spre dreapta pentru a plasa fiecare dintre țările vecine și cu spațiul liber este scris următorul simbol al secvenței de intrare, iar următorul simbol de ieșire este format pe noile conținutul registrului. Numele codului convoluțional se datorează faptului că acesta poate fi considerat drept o convoluție a răspunsului impuls al codorului și al secvenței de informații de intrare. Dacă k = 1, adică caracterele secvenței de intrare sunt de un bit, codificatorul convoluțional se numește binar. Un codificator convoluțional, al cărui circuit este prezentat în Fig. 11, nu este binar, deoarece pentru el k = 2.

Intercalarea este o modificare în ordinea simbolurilor secvenței de informații, adică o astfel de permutare, a simbolurilor, în care personajele care se află una lângă cealaltă sunt separate de mai multe simboluri. Această procedură se realizează pentru a converti erorile de grup (pachete de eroare) în erori simple, care sunt mai ușor de rezolvat cu utilizarea codării bloc și convoluție. Utilizarea intercalare - una dintre caracteristicile comunicării celulare, este consecința inevitabilă a semnalului profund fading într-un mediu de multipath, care este aproape întotdeauna cazul, în special în zonele urbane dense. În acest caz, grupul de simboluri succesive care intră în intervalul de decolorare (eșec) al semnalului este, cu o mare probabilitate, eronat. În cazul în care, cu toate acestea, înainte de a emite o secvență de informații în radio este supus unui proces de intercalare, și vechea ordine a ratei simbol este restabilită la capătul de recepție, pachetele de eroare sunt susceptibile de a se dezintegra în erori singulare, din care probabilitatea este de corecție mult mai mare.

Există mai multe scheme de intercalare diferite și modificările lor - diagonale, blocuri, convoluții și altele.

În codarea canalelor, se efectuează și o criptare. Scramblingul este un fel de informații de codare pentru transmiterea pe canalele de comunicații, îmbunătățind caracteristicile spectrale și statistice ale semnalului. Deplasarea este reducerea informației într-o formă, în funcție de diferite caracteristici similare cu datele aleatorii. Scrambling aliniază spectrul de semnal, frecvențele apariției diferitelor simboluri și lanțurile lor.

În standardul GSM, creșterea eficienței codării și intercalării canalelor la o rată scăzută a stației mobile se realizează prin comutarea lentă a frecvențelor de operare ale sesiunii de comunicație (la o rată de 217 sări pe secundă). Scopul principal al sarcinilor lente este de a oferi diversitate de frecvență în canalele radio care funcționează sub propagarea undei radio multipate. Principiul formării sarcinilor lentă în frecvență este că mesajul din fiecare cadru ulterior este transmis (recepționat) la o nouă frecvență fixă. Parametrii secvenței de comutare a frecvenței (matrice de frecvență temporală și frecvență inițială) sunt atribuite fiecărei stații mobile în timpul înființării canalului de comunicație. Această metodă este oarecum modificată și este utilizată în sistemele de comunicații în bandă largă.

Articole similare