Вернуться к статье

Турбо-коды

Параллельная структура сигнала, состоящая из двух или большего числа систематических кодов, называется турбо-кодом. Принцип формирования турбо-кода состоит в следующем. Входной сигнал x, состоящий из К бит, подается параллельно на N перемежителей. Каждый из последних представляет собой устройство, осуществляющее перестановку элементов в блоке из К бит в псевдослучайном порядке. Выходной сигнал с перемежителей - символы с измененным порядком следования - поступает на соответствующие элементарные кодеры. Двоичные последовательности xi (i=1,2...N) на выходе кодера представляют собой проверочные символы, которые вместе с информационными битами составляют единое кодовое слово. Применение перемежителя позволяет предотвратить появление последовательностей коррелированных ошибок при декодировании турбо-кодов, что немаловажно при использовании традиционного в обработке сигналов итеративного способа декодирования.

Структурная схема турбо-кодера: х - входной сигнал, Xi - выходные двоичные последовательности, pi - перемежители

Элементарные коды могут быть различными и иметь неодинаковые скорости обработки. Количество элементарных кодеров N в схеме также может быть произвольным. Результирующая скорость кодирования в общем случае определяется по формуле R = 1/(N+1).

На практике часто применяют турбо-коды, состоящие из двух идентичных элементарных кодов, тогда (при N=2) результирующая скорость кодирования R=1/3. В состав декодера для двух элементарных кодов входят n элементарных декодеров, в каждом из которых используется алгоритм с «мягким» решением. Обмен данными между декодерами осуществляется в конце каждой итерации.

На входы всех элементарных декодеров поступают систематические и проверочные символы, искаженные в канале, а также «мягкие» решения, вычисленные на предыдущей операции другим декодером. Используя эти входные данные, декодер осуществляет очередную итерацию декодирования. В состав схемы входит функциональный элемент, осуществляющий операцию, обратную перемежению, - деперемежитель.

Структурная схема двоичного турбо-декодера: z - выходная информационная последовательность, yi - входные последовательности, p2 - перемежитель, p2-1 - деперемежитель

В результате вычислений формируется вектор оценки максимальной апостериорной вероятности декодируемых символов. По мере увеличения числа итераций оценка на выходе первого (или второго) декодера приближается к максимуму апостериорной вероятности. Смысл метода итеративного декодирования с помощью турбо-кодов заключается в том, что на каждой итерации декодеры должны получать друг от друга дополнительную информацию о декодируемых символах в виде «мягких» решений.


Вернуться к статье

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями