Разработка и оценка эффективности алгоритмов декодирования каскадных сверточных кодов

• Автор: Та Вьет Хунг
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 134 с. : ил.

ГЛАВА 1: ОБЗОР МЕТОДОВ КАНАЛЬНОГО КОДИРОВАНИЯ И
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Классификация помехоустойчивых кодов
1.2. Сверточные коды
1.2.1. Применение сверточных кодов
1.2.2. Представление сверточных кодов
1.2.3. Распределение весов сверточных кодов
1.3. Каскадные сверточные коды
1.3.1. Применение каскадных сверточных кодов
1.3.2. Граница вероятности ошибки турбо-кода
1.3.3. Граница вероятности ошибки ПКСК
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 2: МЕТОДЫ ДЕКОДИРОВАНИЯ СВЕРТОЧНЫХ КОДОВ
2.1. Алгоритм итерационного декодирования
2.2. Алгоритмы декодирования сверточных кодов
2.2.1. Алгоритмы Витерби и SOVA
2.2.2. Алгоритмы MAP, Log-MAP и Max-Log-MAP
2.2.3. Оценка сложности алгоритмов декодирования
2.3. Сравнительная оценка помехоустойчивости кодов
2.3.1. Оценка помехоустойчивости алгоритмов декодирования
2.3.2. Оценка помехоустойчивости турбо-кодов
2.3.3. Оценка помехоустойчивости ПКСК
2.3.4. Сравнение характеристики помехоустойчивости кодов
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 3: РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ДЕКОДИРОВАНИЯ КАСКАДНЫХ СВЕРТОЧНЫХ КОДОВ
3.1. Двухэтапный алгоритма декодирования турбо-кода
3.1.1. Принцип двухэтапного алгоритма декодирования турбо-кодов

щ 3.1.2. Характеристики двухэтапного алгоритма декодирования
3.2. Модифицированный итерационный декодер для ПКСК
3.2.1. Структурная схема модифицированного декодера ПКСК
ф 3.2.2. Характеристики модифицированного декодера ПКСК
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 4: МЕТОДЫ ПЕРЕМЕЖЕНИЯ ДЛЯ КАСКАДНЫХ
СВЕРТОЧНЫХ КОДОВ
4.1. Типы перемежителей для сверточных кодов
4.1.1. Блочные перемежители
^ 4.1.2. Псевдослучайные перемежители
4.1.3. Случайные и Б-случайные перемежители
4.1.4. Корреляционные перемежители
^ 4.2. Сравнительная оценка перемежителей
4.3. Перемежитель на основе объединенного критерия
4.3.1. Эффективная граница вероятности ошибки ПКСК
4.3.2. Алгоритм проектирования перемежителя на основе объединенного критерия
• ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
Aj число кодовых слов с весом d
Arf{D) функция перечисления весов
AW(Z) условная функция перечисления весов (УФПВ) для турбо-кодов
Aj w (Z) УФПВ составного блокового кода, эквивалентного турбо-коду
Aw z число кодовых слов с весом z проверочных последовательностей
С входная информационная последовательность
с( оценка бита
с( входной информационный бит
d вес кодового слова
dmjn кодовое расстояние
djree свободное кодовое расстояние
dEfree Евклидовое расстояние
d^free eff эффективное расстояние для входных последовательностей с весом w
di вес слов внешнего кода
d2 вес слов внутреннего кода
1% вероятность ошибки на бит (BER - bit error rate)
Pbeff эффективная граница вероятности ошибки

—— отношение сигнал/шум (ОСШ) выражается в децибелах (signal-to-

noise ratio - SNR)
Nq спектральная плотность мощности шума
Efr средняя энергия бита информации
0(х) интеграл ошибок
К кодовое ограничение
п длина кодового слова
N размер перемежителя
Мс число разрядов в регистре РСК
R скорость кода

верочным битам кодера в момент V, 2 - сигналы с выхода модулятора, соответствующие переданным информационным или проверочным битам кодера в

момент/. (Уіух~хі,і) - квадрат разности между принятым у{ и ожидаемым
х( сигналами в решетке в момент I (такая разность называется Евклидовой).
Для упрощения представим формулу (2.13) в логарифмическом виде:
1аР(у|х) = -^1п(2л-)-лЛ/.1псг-£ £ (2.14)
1 /=0г=0 2а
Следовательно, максимум ^(_у|лг) соответствует минимуму Евклидового
расстояния:
N п
ІЕО'м-^)2. (2-15)
/=02
Евклидово расстояние, определенное для каждой ветви в момент і между соседними узлами на пути х, называется метрикой ветви
^М=2(Л,г-^,г)2- (2.16)
Тогда метрика пути, соответствующая пути х
№(1) = &у)=^)+Ур). (2.17)

Алгоритм Витерби направлен на поиск пути в решетке, имеющего мини-(х)
мум у) . Принцип поиска состоит в том, что из путей, входящих в соединяющих узлы в кодовой решетке, для следующей обработки необходимо сохранить
только один путь с наибольшей вероятностью. Все остальные пути можно исключить из рассмотрения, так как они не влияют на качество декодирования. Сохраняемый путь называют выжившим.
Решение об оценке последовательности С выносится в последний момент
времени / = N. Если минимальная метрика цХ^ соответствует пути х, декодер