Операция перемежения. Перемежение символов. Устройства перемежения, страница 2

Считывание по столбцам дает выходную последователь­ность, в которой соседние входные биты разнесены на J.позиций. Деперемежение заключается в выполнении обрат­ных действий: записи принятой последовательности Y в столбцы такой же таблицы и считывания по строкам. Для борьбы с длин­ными пакетами ошибок желательно увеличивать размеры табли­цы. Однако это приводит к увеличению задержки в отправке и декодировании сообщения.

Алгоритм перемежения может быть задан аналитически. Так, соответствие выходных бит перемежителя входным   можно определить по формуле:

, где i=1,2,3……k. ( в стандарте TETRA, например, J = 103,

k= 412.)

Рис.2. Блочное перемежение.

Следует отметить, что если некоторые параметры правил перемежения сделать секретными, например, считывать столбцы в таблице рис. 2 в порядке, определяемом секретным ключом, то получится шифрование данных методом перестановки.

2.Устроиства перемежения.

Устройство перемежения переупорядочивает (переставляет) символы в последовательности некоторым детерминированным об­разом. С устройством перемежения связано устройство восстанов­ления после перемежения, с помощью которого осуществляется об­ратная перестановка и восстанавливается исходный порядок сим­волов. Существует много типов таких устройств. Два важных клас­са устройств перемежения — это периодические и псевдослучай­ные. Периодические устройства перемежения во многих случаях оказываются предпочтительнее псевдослучайных из-за простоты. Однако псевдослучайные устройства перемежения характеризу­ются большей устойчивостью, чем периодические. Поэтому псев­дослучайные устройства перемежения могут оказаться предпочти­тельнее в некоторых практических ситуациях, когда характери­стики пакетов в канале могут меняться со временем.

Рассматриваемые далее структуры устройств перемежения яв­ляются внешними по отношению к устройствам кодирования и де­кодирования. Такие устройства необходимы при осуществлении многих алгоритмов декодирования: декодирования Витерби, по­следовательного декодирования, стандартных алгоритмов декоди­рования кодов.

Рис.3.   Структурная   схема   применения   внешних   устройств   перемежения   и восстановления  после  перемежения.

2.1 Периодические устройства перемежения.

Периодическим называется такое устройство перемежения, в котором перестановка является периодической функцией времени. Обычно используется устройство перемежения одного из двух ти­пов. На вход блоковых устройств перемежения символы поступают блоками, и устройство производит одну и ту же перестановку каждого блока символов. Сверточные устройства перемежения не имеют фиксированной блоковой структуры; они осуществляют пе­риодическую перестановку полубесконечной последовательности кодовых символов. Различие между устройствами перемежения двух типов очень похоже на различие между блоковыми и сверточными кодами.

2.1.1 Блоковые устройства перемежения.

    Типичное блоковое устройство перемежения работает следующим образом. Кодовые символы записываются в столбцы матрицы, состоящей из N строк и В столбцов. Перестановка состоит в том, что для передачи по каналу символы считываются из матрицы по строкам. Такое уст­ройство называется блоковым (B,N) -устройством перемежения. Устройство восстановления после перемежения осуществляет об­ратную операцию: записывает символы по строкам, а считывает их по столбцам. Ясно, что такие устройства перемежения и восстанов­ления легко реализуются с помощью современной цифровой тех­ники.

Наиболее важные свойства при таком способе перемежения со­стоят в следующем:

1. Любой    пакет    ошибок    длиной  переходит на выходе устройства  восстановления  в одиночные ошибки,  каждые две  из которых разделены не менее чем N символами.