Основные понятия и определения теории информации и кодирования. Задачи теории информации и кодирования, страница 44

Элементы,изображенные на рисунке штриховыми линиями,могут быть включены в декодер для восстановления кодовых слов,содержащих проверочные биты.Если такой необходимости нет,то ээти элементы могут быть исклюючены.

С В Е Р Т О Ч Н Ы Е   К О Д Ы   Д Л Я   И С П Р А В Л Е Н И Я

П А К Е Т О В   О Ш И Б О К .

Пакетом ошибок длины t называется любая последовательность t символов ошибок,первый и последний символы которой не равны нулю.В бесконечно длинном слове,принятом декодером свёрточного кода,может появиться много ошибок,и мы можем считать,что эти ошибки собраны в пакеты различной длины.Если отдельные пакеты ошибок приходят не часто,то декодер в каждый момент времрни содержит лишь один пакет ошибок.Свёрточный код,для которого декодер может исправлять любой изолированный пакет ошибок длины t (при условии,что ДРУГИЕ ПАКЕТЫ ОШИБОК НАХОДЯТСЯ ДОСТАТОЧНО ДАЛЕКО),называется СВЁРТОЧНЫМ КОДОМ,СПОСОБНЫМ ИСПРАВЛЯТЬ ПАКЕТЫ ОШИБОК ДЛИНЫ t.

Очевидно,что любой свёрточный (n,k)-код,исправляющий t ошибок,будет исправлять любой пакет ошибок длины t.Свёрточный код для исправления более длинных пакетов может быть получен ПЕРЕМЕЖЕНИЕМ.Чтобы получить свёрточный (jn,jk)-код из (n,k)-кода,возьмём j одинаковых

(n,k)-кодеров и построим кодовые слова,чередуя их выходные символы.

Если исходный код может исправлять любой пакет ошибок длины t,то, очевидно,код-перемежение может исправлять пакет ошибок длины jt.

НАПРИМЕР,систематический свёрточный (14,7)-код с длиной кодового ограничения 6 и порождающими полиномами

g1(X) = 1,g2(X) = X^6 + X^5 + X^2 + 1

может исправлять два любых ошибочных символа в любом интервале длины 14.Взяв четыре одинаковых (14,7)-кода и перемежая их символы,можно получить (56,28)-код,который будет исправлять все пакеты ошибок длины 8.

Методом перемежения можно получить свёрточный код из свёрточного кода.Если g(X)-порождающий полином исходного кода,тоg(X^j)-порождающий полином кода перемежения.В приведённом выше примере порождающие полиномы после перемежения принимают вид

g1(X)=1,  g2(X)=X^24 + X^20 + X^8 + 1.

Коды-перемежения для циклических блоковых кодов ведут себя аналогично.

Перемежая короткие свёрточные коды,исправляющие случайные ошибки, можно построить большое число свёрточных кодов,исправляющих пакеты ошибок.Эти коды-перемежения будут исправлять не только пакеты ошибок,но и многие конфигурации случайных ошибок.Однако если требуется исправлять только пакеты ошибок,то можно получить лучшие характеристики,используя коды,предложенные специально для исправления ошибок.Классом таких кодов,способных исправлять любые пакеты ошибок длины не более лn0,где л - конструктивный параметр,являются коды

Ивадаре.

К О Д Ы   И В А Д А Р Е  .

Пусть л и n0 - любые положительные целые числа.КОДОМ ИВАДАРЕ называется исправляющий пакеты ошибок двоичный систематический свёрточный код со следующей порождающей ((n0 - 1)*n0) - матрицей из полиномов:

│1             g1(X)     │

│  1           g2(X)     │

│    .           .       │

G(X)  =  │      .         .       │ .

│        .       .       │

│          1   g(n0-1)(X)│

где для матричных элементов использовалось сокращённое обозначение

gi(X),причём

gi(X) = X^(л+1)(2n0-i)+i-3 + X^(л+1)(n0-i)-1,i=1,...,n0-1.

Наибольшую степень,равную (л+1)(2n0-1)-2,имеет порождающий полином

g1(X).Поэтому коды Ивадаре являются свёрточными((m+1)n0,(m+1)(n0-1))

-кодами с числом кадров m,равным

m = (л+1)(2n0-1)-2.

Этот код исправляет любые пакеты ошибок длины не более лn0.

Проверочная матрица из полиномов такого кода равна

H(X) = [ g1(X) g2(X) ... g(no-1)(X) 1 ].

Так как n0 - k0 = 1,имеется лишь один смндромный полином

no-1

___

S(X) =  >    gi(X)ei(X) + en0(X) =

--i=1

n0-1

___

= en0(X)+ >    [X^(л+1)(no-i)-1 + X^(л+1)(2n0-i)+i-3]ei(X).

--i=1

Декодер использует этот полином для обнаружения пакетов ошибок.

Предположим,что пакет начинается в первом кадре исодержит лn0 битов.