Область наук:

  • Комп'ютер та інформатика

  • Рік видавництва: 2002


    Журнал: Известия Південного федерального університету. Технічні науки


    Наукова стаття на тему 'Проблеми синхронізації в декодерах систематичних згортальних кодів '

    Текст наукової роботи на тему «Проблеми синхронізації в декодерах систематичних згортальних кодів»

    ?Секція безпеки інформаційних технологій

    УДК 621.397.335.29

    Л.К. Бабенко, Д.В. Бабенко, А.В. Іванченко

    ПРОБЛЕМИ СИНХРОНІЗАЦІЇ У декодер систематичних

    сверточное КОДІВ

    В даний час широкого поширення набули системи супутникового зв'язку, що транслюються дані в яких представлені в основному систематичними сверточное кодами [1], що володіють високою коррек-

    ,

    декодування. Розглянемо особливість прийому модульованих сигналів. Поширеними видами модуляції є квадратурная частотна (ФМ2, ФМ4, ФМ8, ФМ16, і т.д.) і квадратурная амплітудна (^ М16 і КАМ32), причому в сильно зашумлених каналах зв'язку використовується пре-2, 4 8. -

    щенности фазової модуляції ніж амплітудної. На приймальному кінці повинна бути проведена демодуляция сигналу. За рахунок фазових неоднозначностей демодуляторів прийнятий демодулірованний сигнал НЕ буде однозначно збігатися з переданим. Так, для режиму ФМ2 є дві ,

    вигляді. Для режиму ФМ4 таких неоднозначностей - 4, для ФМ8 - 8 і т.д., 4, ,

    одного подканала зі зміною обох подканалов, тобто якщо входи декодера позначити через А і В, то для компенсації неоднозначності (синхро ні-зації пристрою на потік або синхронізації по неоднозначно)

    необхідно перебрати варіанти А - В, В - А, А - В, В - А. Для інших режимів ситуація ускладнюється. При роботі зі сверточное кодами також необхідно провести пошук границі символу каналу (СК) послідовним зсувом вхідних даних. Це називається синхронізацією по ребрах кодового дерева або просто синхронізацією по ребрах.

    Процес синхронізації відпрацьовується в основному на початковому (), -хід в нього і в процесі подальшої роботи пристрою, якщо стався "зрив" демодулятора, тобто короткочасна втрата їм несучої. мета син-

    - -. -цу символу каналу і підбір перетворення, компенсуючого неоднозначність настройки демодулятора при захопленні сигналу. Налаштування на кордон СК відбувається шляхом перевірки різних варіантів розбиття потоку даних на групи, довжиною в один СК (при швидкості коду Р = т / п довжина СК дорівнює п біт, тобто при Р = 1/2 СК = 2біт, Р = 3/4 - 4біт, Р = 7/8 - 8біт). все віз-

    т / п

    Секція безпеки інформаційних технологій

    п-1 , -

    биття. Набір перетворень, що компенсують неоднозначність демодулятора, містить певну кількість перетворень, що представляють собою комбінації перестановок і інверсій суміжних біт вхідного .

    Проблема синхронізації декодерів полягає в тому, щоб якомога швидше і достовірніше налаштуватися на який приймається потік і почати декодування. Існує два основні варіанти синхронізації - послідовний і паралельний.

    При послідовної синхронізації підбір комбінації проводиться переборного пошуком шуканого поєднання шляхом настройки на кожне поєднання і його подальшого тестування. Процес тестування також називається режимом відновлення. Якщо відновлення було успішним, то поточний варіант приймається, і відбувається перехід в режим де.

    варіант перетворення і розбиття на СК, і тестування повторюється. Для такого відновлення необхідно оперувати двома основними параметрами: загальною кількістю кроків відновлення V і числом поспіль кроків з збігається контрольним розрядом Р. Отже, основні параметри ініціалізації - це максимально допустима кількість кроків відновлення або квота на відновлення MV і достатню кількість безперервно наступних кроків з збігається контрольним розрядом або критерій успішного завершення відновлення МР. Від величини цих змінних залежить швидкість і надійність синхронізації.

    Аналізуючи роботу пристрою під час синхронізації / відновлення, приходимо до висновку, що 1У ^ не повинно бути занадто великим, тому що при швидкості коду т / п і модуляції ФМ [к] є пк варіантів неоднозначностей. Отже, процес синхронізації може займати неприпустимо великий час при високих швидкостях коду і модуляції з великим коефіцієнтом ділення фази. Даний параметр також не повинен бути надто низьким, щоб синхронизатор міг встигнути обробити поточний варіант неоднозначності, не пропустивши вірний. Параметр МР теж має свою оптимальну величину. З одного боку, він не повинен бути занадто низьким, тому що при послідовному декодування систематичних згортальних кодів на невірних варіантах неоднозначності можуть виникати випадкові збіги прийнятого і обчисленого контрольних розрядів. Збіг з еталонним контрольним розрядом може тривати кілька кроків. З іншого боку, МР не повинен бути занадто високим, тому що при наявності шуму в каналі зв'язку виникають помилки, потрапляючи в зсувні регістри, впливають на формування кін, - -,. перебору всіх варіантів неоднозначностей не відбувається синхронізації на потік (що може бути пов'язано з короткочасним збільшенням шуму в каналі зв'язку), то параметр MV збільшується вдвічі, а МР нарощується на одиницю і пошук повторюється.

    Для виявлення оптимального значення даних параметрів було проведено комп'ютерне моделювання процесів синхронізації для швидкостей коду - 1/2, 3/4 і 7/8. При ймовірності появи помилок на вході, що становить 0,01, 0,004 і 0,001 відповідно, ці величини виявилися рівні MV = 300 і МР = 20. Для режиму модуляції 4ФМ, що є основним для передачі згортальних кодів із заданою кількістю помилок, мак-

    1 45

    2400, 4800 9600

    біт вхідного потоку відповідно для зазначених вище швидкостей коду.

    Паралельна синхронізація будується на основі не почергової обробки кожного СК і кожного варіанта неоднозначності, а відразу за все кодового обмеження і всіх можливих неоднозначностей одночасно. Відбувається це в такий спосіб. Відрізок інформаційної послідовності, довжина якого більше кодового обмеження на один СК, аналізується декількома кодерами (їх число дорівнює сумарній кількості). -значності демодулятора і варіант синхронізації по ребрах (звідси і розмір зсувного регістру, що перевищує кодове обмеження рівно на). ,, -Ются з прийнятим контрольним розрядом схемою виключає АБО (ви). ,

    правильного варіанту буде нульовим протягом «чистої» послідовник.

    збіги контрольного розряду для послідовної синхронізації.

    ,

    ідентичні параметрам послідовної, тобто один цикл повної синхронізації тепер становить 1У ^ кроків, після чого генерується рішення про неуспішною синхронізації і проводиться модифікація параметрів синхронізації по аналогії з вищевказаної послідовною. Синхронізація вважається успішною, якщо протягом МР кроків синдром одного варіанта залишається рівним нулю. Після проведення програмного моделювання виявлено, що для швидкостей коду 1/2, 3/4 і 7/8 при модуляції 4ФМ максимальну кількість кроків відновлення склало 600, 1200 і 2400 біт вхідного потоку відповідно для зазначених швидкостей коду.

    , -, , -нізації призводить до збільшення апаратних витрат. На підставі проведених авторами експериментів і розрахунків можна сказати, що ці витрати незначні в порівнянні із загальною схемою декодера (складають не більше 10%), і тому при вирішенні питань синхронізації в послідовних декодерах систематичних згортальних кодів явні переваги знаходяться на стороні паралельної реалізації.

    ЛІТЕРАТУРА

    1. Касамі Т., Токур Н. Теорія кодування М .: Мир. 1978.

    УДК 681.327.12.001.362: 519.712

    . . , . . , . .

    АЛГОРИТМ РОЗПІЗНАВАННЯ бланків ФАКСИМІЛЬНИХ

    ПОВІДОМЛЕНЬ

    Метою даної роботи є розробка системи, що здійснює відбір вступників факсимільних повідомлень за наявністю характерних

    - , . . ,


    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити