wwwpwtetputpoznanpl Sławomr Krzywak Potr Tyczka Instytut Elektronk Telekomunkacj Poltechnka Poznańska ul Potrowo 3A, 60-965 Poznań Emal: tyczka@etputpoznanpl 2004 Poznańske Warsztaty Telekomunkacyjne Poznań 9-10 grudna 2004 TURBO-KODOWANIE DA TRANSMISJI CIĄGŁEJ Streszczene: W pracy zaprezentowano nowe podejśce do technk turo-kodowana, które w odróżnenu od tradycyjnej metody kodowana (ang Block-orented Turo Codes) pozwala na kodowane danych ez wyraźnego podzału na lok Turo-kodowane dla transmsj cągłej (ang Stream-orented Turo Codng) charakteryzuje sę mnejszym opóźnenem przesyłana danych oraz poprawą jakośc transmsj, a ponoszonym kosztem jest zwększene złożonośc dekodera 1 WPROWADZENIE Turo-kody [1-2] są kodam korekcyjnym zapewnającym nską stopę łędów (ang Bt Error Rate BER) przy newelkm stosunku mocy sygnału do mocy szumu (ang Sgnal to Nose Rato SNR) Ten sposó kodowana okazuje sę wyraźne lepszy pod względem jakośc transmsj od wcześnej stosowanych metod kodowana zaezpeczającego przed łędam Tak dore wynk osągane są przy użycu stosunkowo neskomplkowanego układu kodera, składającego sę z dwóch koderów splotowych połączonych równolegle poprzez układ przeplotu Stosowany układ przeplotu wymusza jednak wyraźny podzał strumena narnego na lok o jednakowej długośc Ponadto, każdy z loków danych jest kodowany dekodowany nezależne W pracach [3] [4] E K Hall oraz S G Wlson zaprezentowal nowe podejśce do technk turo-kodowana, które polegało na transmsj cągłego strumena danych Turo-kodowane dla transmsj cągłej polega na użycu przeplotu nelokowego oraz dekodowana z zastosowanem okna Dzęk tym rozwązanom ne ma potrzey dzelena strumena danych na lok Bty są kodowane dekodowane strumenowo Najwększym atutem przemawającym za stosowanem nowego rozwązana jest małe opóźnene tów zdekodowanego sygnału Dodatkowo, układy przeplotu mogą dzałać w sposó ardzej wydajny W referace przedstawono układy przeplotu oraz algorytmy dekodowana turo-kodów dla transmsj cągłej Zaprezentowano także wynk adań symulacyjnych systemów z turo-kodowanem dla transmsj cągłej 2 TURBO-KODY Turo-kody, nazywane także równoległym splotowym kodam kaskadowym PCCC (ang Parallel Concatenated Convolutuonal Codes), pozwalają na osągnęce ardzo dorej jakośc kodowana, tylko o klka dzesątych częśc decyela gorszej od teoretycznej grancy wyznaczonej przez C S Shannona Tak nska stopa łędów oraz względne prostota realzacja kodera dekodera przyczynły sę do dużego zanteresowana turo-kodam, co zaowocowało równeż weloma ch modyfkacjam Dzęk dorej jakośc kodowana dla ardzo słaych kanałów transmsyjnych, turo-kody są stosowane ądź rozpatrywane do zastosowana w różnych systemach ezprzewodowych, mędzy nnym w systemach sateltarnych radokomunkacj ruchomej Systemy z turo-kodam posadają dwe nnowacje Po perwsze, koder zudowany jest z dwóch równolegle połączonych rekursywnych koderów splotowych RSC (Recursve Systematc Convolutonal codes) oddzelonych układem przeplotu (ang nterleaver) W dekoderze natomast zastosowano sprzężene zwrotne, dzęk któremu następuje teracyjne dekodowane Pracę układu turo-kodera najogólnej można opsać następująco Blok tów nformacyjnych m jest kodowany przez perwszy koder splotowy generujący słowo kodowe c 1 Następne orygnalny lok danych m jest poddawany przeplotow kodowanu przez drug koder splotowy, gdze generowane jest słowo kodowe c 2 Ostateczne na wyjścu turo kodera otrzymujemy cąg nformacyjny m oraz dwa cąg nadmarowe c1 c 2 Wszystke te cąg są multpleksowane transmtowane poprzez kanał do odornka Sprawność takego kodera można zwększyć dodając układ wykluczana tów nadmarowych Po zastosowanu takego układu sprawność turo-kodu wzrasta z R=⅓ do wyższej wartośc Optymalny turo-dekoder charakteryzuje sę dużą złożonoścą olczenową, co wąże sę z wysokm kosztem realzacj praktycznej układu Alternatywą jest zastosowane suoptymalnej metody dekodowana teracyjnego pozwalającej na uzyskane ardzo dorych wynków przy newelkej złożonośc układu dekodera Turo-dekoder teracyjny zudowany jest z dwóch mękkodecyzyjnych dekoderów składowych układów SISO (ang Soft Input Soft Output), które odpowadają koderom RSC użytym w turo-koderze Dekodery te, na podstawe oderanych z kanału cągów zakodowanych olczają, a następne wymenają mędzy soą estymaty nadanego loku nformacyjnego m, ay ostateczne podjąć twardą decyzję o nadanym cągu nformacyjnym Podstawowym elementem wpływającym na efektywność turo-kodów jest układ przeplotu Dzęk nemu dekodery składowe w turo-dekoderze PWT 2004, Poznań 9-10 grudna 2004 1
wwwpwtetputpoznanpl wyznaczają różne estymaty a posteror nadanego cągu nformacyjnego, które są słao skorelowane ze soą Układ przeplotu zapewna równeż odpowedne właścwośc wagowe sekwencj kodowej generowanej przez turo-koder, dzęk czemu zmnejsza prawdopodoeństwo przekłamana słów kodowych 3 TURBO-KODY DA TRANSMISJI CIĄGŁEJ Na rysunku 1 został przedstawony schemat systemu z turo-koderem o sprawnośc R=⅓ dla transmsj cągłej Funkcja π(k) jest funkcją przeplotu opsującą permutację sekwencj wejścowej realzowaną przez układ przeplotu Turo-kodowane w sposó cągły wymaga użyca cągłego lu synchroncznego układu przeplotu [5] Każdy cyklczny, lokowy lu nelokowy układ przeplotu może yć wykorzystany w turo-koderze dla transmsj cągłej przy czym użyce nelokowych układów przeplotu w transmsj cągłej prowadz do pojawena sę prolemu z synchronzacją w dekoderze Istotne jest także to, ze jakośc nelokowych cągłych układów przeplotu ne można ezpośredno porównać z lokowym wykazać wyższośc któregokolwek z nch u(k) CIĄGŁY KODER PCCC R=⅓ Π u(π(k)) RSC RSC u(k) up1(k) up2(k) Modulacja (BPSK) Kanał (AWGN) Fltr dopasowan y rs(k) rp1(k) rp2(k) CIĄGŁY DEKODER PCCC u(k-t) ^ Rys 1 System turo-kodowana dla transmsj cągłej o sprawnośc R=⅓ Rozpatrując funkcję przeplotu, przeplot można podzelć na dwe grupy: cyklczny (ang perodc) oraz necyklczny (ang aperodc) W turo-kodach wykorzystuje sę główne przeplot cyklczny Układ możemy nazwać cyklcznym, kedy N jest okresem układu jednocześne najmnejszą lcza całkowtą spełnającą równana: mod N = π ( k N) mod N (1) d π ( k) = d π ( k N ) (2) Na podstawe wzoru (2) można zauważyć, że przeplot cyklczny da sę jednoznaczne opsać używając wektora opóźnena N 1 d = { d ( k)}, gdze N jest długoścą π π k = 0 wektora Układ rozplotu odpowedn do opsanego przeplotu posada dokładne tę samą długość raz odpowedn wektor opóźnena d 1 π Każdy cyklczny układ przeplotu można zudować używając rejestru przesuwającego multpleksera [5], co zostało pokazane na rysunku 2 Tak rejestr można zastąpć pamęcą RAM (ang Random Access Memory) która pozwala zmnejszyć złożoność układu Na rys 2 można zauważyć, że funkcja opóźnena steruje multplekserem, zatem ma ona wpływ na opóźnene całego układu Ay w prosty sposó zsynchronzować układ rozplotu w przedstawonym systeme (czyl znaleźć początek cyklu) należy używać przeplotów o możlwe małym N u[k] 0 n D UKŁAD PRZEPOTU MUX dπ(k) u[π(k)] 0 n D UKŁAD ROZPOTU MUX d π -1 (k) z[k]=u[k-d] Rys 2 Synchronczny lu cągły układ przeplotu/ rozplotu z użycem rejestrów przesuwających [3] Przeplot cyklczny ze względu na funkcję permutacj można podzelć na przeplot lokowy (ang lock) oraz nelokowy (ang non-lock) Przeplot lokowy jest najprostszym najczęścej stosowanym układem cyklcznym Posada on dentyczną permutację dla każdego wejścowego loku symol Równe chętne stosowany w systemach telekomunkacyjnych oraz w kodowanu kaskadowym jest przeplot nelokowy w postac przeplotu splotowego CI (ang Convolutonal Interleaver) Swoją popularność zawdzęcza on lepszej od lokowego synchronzacj rozplotu przy zachowanu porównywalnej jakośc przeplotu CI jest specjalnym przypadkem uogólnonego układu przeplotu splotowego GCI (ang Generalzed Convolutonal nterleaver) Łącząc dwa układy przeplotu splotowego otrzymujemy kaskadowy układ przeplotu CCI (ang Cascaded Convolutonal Interleaver) Do nelokowych układów przeplotu należy równeż pseudolosowy przeplot RI (ang Pseudo-Random Non-lock Interleaver) Charakterystyczną cechą przeplotu lokowego jest dentyczna permutacja każdego przeplatanego loku symol Blok mają stałą długość równą okresow przeplotu (tj = N ) Tak przeplot można opsać za pomocą wektora permutacj π = { ( )} 1, gdze π k π k = 0 jest permutacją wektora całkowtych wartośc {0, 1,, -1} Na podstawe opsanego wektora funkcję permutacj można opsać jako: = k k mod π ( k mod ) (3) Najważnejszym parametram układu przeplotu lokowego jest długość oraz opóźnene D Dla takego przeplotu funkcja opóźnena d π (k) jest ogranczona nerównoścą d π ( k) ( 1), a opóźnene D przez 0 D 2( 1) Na podstawe tych ogranczeń można wywnoskować, że układ o okrese N dla którego opóźnene D przyjme wartośc D > 2( N 1) ne jest układem lokowym Przeplot lokowy jest szczególnym przypadkem przeplotu cyklcznego Dlatego można go przedstawć za pomocą układu pokazanego na rysunku 2 Układ z rysunku 2 dla przeplotu lokowego może yć wykorzystany w koderze cągłym PCCC jeżel zostane PWT 2004, Poznań 9-10 grudna 2004 2
wwwpwtetputpoznanpl w nm zmnmalzowane opóźnene oraz długość rejestrów Przeplot cyklczny, którego ne można zdefnować jako lokowy nazywany jest przeplotem nelokowym Oecne w welu systemach telekomunkacyjnych stosowany jest przeplot nelokowy, główne przeplot CI Posada on podone właścwośc przeplotu do przeplotu lokowego, a jednocześne dzęk krótkemu okresow oraz długemu opóźnenu zapewna łatwejszą synchronzację układu rozplotu Przeplot splotowy (CI) opsany w [5] używany jest główne w systemach transmsj w kanałach wprowadzających łędy paczkowe (ang ursty channels) Przeplot CI posada wele różnych fzycznych mplementacj Jedna z nch jest przedstawona na rysunku 2 Funkcja permutacj w tym przypadku wygląda następująco: = k NB( k mod N ) (4) CI Funkcja odwzorowywana dla tego układu wygląda podone: ρ ( k) = k NB( k mod N) (5) CI Można zauważyć, że przeplot CI ma regularny rozkład, a opóźnene układu wynos: D = NB( N 1) (6) Układy CI posadają klka właścwośc korzystnych dla turo-kodowana strumena danych Po perwsze CI posada prostą funkcję odwzorowywana (5) dzęk czemu jest łatwejszy do zaprojektowana zoptymalzowana Po druge występuje mnejszy prolem z synchronzacją układu rozplotu w porównanu z przeplotem lokowym, dla którego opóźnene jest równe okresow N Przeplot CI ma okres N dużo 2 mnejszy od opóźnena całego układu D N B Posada on najmnejsze opóźnene spośród przeplotów ( NB, N ) Przeplot ( S 2, S ) posada następującą własność rozrzutu 1 ( ang spreadng) funkcj przeplotu [5]: jeżel j < S, to 2 π ( ) π ( j) S (7) dla oraz j ędącym ndeksam czasowym Funkcję opóźnena dla układu CI można przedstawć jako d GCI = Nf ( ), gdze π, k f ( k) = B( k mod N) Każda dodatna okresowa funkcja przeplotu (z okresem N) postac dπ ( k ) = Nf ( k) odpowadająca cyklcznemu przeplotow rozplotow postac d ( ) N f f (k)) nazywana jest 1 k = π ( max uogólnonym przeplotem splotowym (GCI) Posada ona funkcję permutacj postac: = k Nf ( k) (8) GCI natomast funkcja odwzorowywana określona jest następująco: Dla GCI jako: ρ ( k) = k Nf ( k) (9) GCI f ( 0) = 0, a opóźnene można przedstawć 1 D = Nf max (10) Przeplot GCI oraz jego szczególny przypadek CI można zaprojektować z weloma ardzo korzystnym właścwoścam rozkładu symol po przeploce Dodatkowo GCI ze względu na funkcję f (k) może meć ardzej neregularny (pseudolosowy) charakter w porównanu z CI Im wększa losowość przepleconej sekwencj tym lepsza jakość turo-kodu Projektując GCI można lepej dopasować okres oraz opóźnene układu Przykładowo, projektując układ o okrese N = 10 opóźnenu D = 100 znalezene odpowednego CI jest nemożlwe, poneważ na podstawe (6) D CI = 90B Można natomast znaleźć wele różnych przeplotów typu GCI Przykładowy GCI spełnający opsane założena N posada funkcję f = { f ( k) } = k= 0 [ 0,8, 2, 6, 4,1, 10, 7, 9, 3] Kaskadowy przeplot splotowy (CCI) stanow szeregowe połączene dwóch przeplotów CI Teora stanow, że jeżel składowe kodery są nelokowe to równeż ch połączene ędze nelokowe Przeploty składowe można podzelć na wewnętrzny CI (ang nner) o parametrach ( N, ) oraz zewnętrzny CI ( B ang outer) ( N, B o o) Funkcja permutacj jest postac: = π ( (11) CCI gdze π (k), π (k) odpowadają przeplotow o wewnętrznemu oraz zewnętrznemu, opsanym wzorem (4) Okres oraz opóźnene dla CCI odpowadają wartoścom CI Jeżel oraz są względne perwsze N to dla CCI N = N, a opóźnene D = D D Dla o N oraz ne ędącym lczam perwszym, wartośc N oraz D mogą yć mnejsze Przykładowo dla N = = funkcja permutacj wygląda następująco: N = k N ( B B )( k mod N ) (12) CCI o Można zauważyć, że CCI jest w tym przypadku tożsame z CI o okrese raz parametrze odległośc B = B B o Przy tym samym opóźnenu D okres dla CCI jest z reguły wększy nż dla CI, jednak to CCI posada mnej regularną funkcję permutacj 4 DEKODOWANIE Do analzy dekodera PCCC wprowadza sę następujące nowe pojęca: rozpętość dekodowana (ang decodng span) B rozumana jako lość chwl czasu ranych pod uwagę podczas dekodowana oraz rozpętość udostępnena (ang release span) R 1, którą można zdefnować jako welkość ufora pamęc na wejścu dekodera równą welkośc loku danych, dla których lczona jest estymata Udostępnone ty można pogrupować w sekwencje o elementach odpowadających m ndeksom czasowym { k S, k S 1,, k S R 1}, gdze k jest aktualnym ndeksem czasowym, natomast S jest przesunęcem udostępnena ( ang release offset) dla 0 S B R o ) PWT 2004, Poznań 9-10 grudna 2004 3
wwwpwtetputpoznanpl Ay zdefnować poprawne archtekturę dekodera podaje sę parametry pamęc algorytmu dekodowana R,, oraz przedstawa sę operacje wykonywane S B przez procesory użyte w dekoderze Najprostszą operacją wykonywaną przez te procesory jest dekodowane składowych koderów RSC oraz wytwarzane nformacj dodatkowej dla tów nformacyjnych używając układów SISO (algorytmu MAP) Dekoder możemy nazwać cągłym, jeżel zarówno przeplot jak dekoder SISO ne dzelą danych na lok Zmenając te dwa elementy z lokowych na cągłe uzyskujemy cągłe PCCC Algorytm dzała w sposó szeregowy gdze nformacja dodatkowa jest poprawana kolejno w DEK 1, DEK 2 dla każdej teracj Algorytm cągłego dekodowana jest algorytmem tzw pojedynczewejśce/pojedyncze-wyjśce Żadne częśc składowe systemu ne pownny dzałać w sposó lokowy W systeme cągłym dore efekty uzyskuje sę jeżel zastosujemy dużą rozpętość dekodowana Tak algorytm może yć wykonywany przez dekoder zudowany z P = 2I procesorów gdy wykonywanych ędze I teracj P procesorów wykonuje operacje jako DEK 1, a druge P procesorów jako DEK 2 Każdy z dekoderów można umeścć w nnym momence na skal czasu Rozmeszczene ch jest zależne od uforów pamęc tak, że rozpętość dekodowana wynos B = I( D 2W ), rozpętość udostępnena R =1 oraz przesunęce udostępnena S = B 1 Każdy ze składowych dekoderów SISO dzała w sposó cągły jak np SW-og-MAP (SW Sldng Wndow) o długośc okna W czyl algorytm og- MAP z przesuwającym sę oknem [6] Schematy dekodera wykonanego w tej archtekturze zostały przedstawone na rysunkach 3 4 Układ z rys 3 zudowany jest z dwóch procesorów, uforów oraz układów przeplotu/rozplotu Jest to moduł dekodera, w którym wykonywana jest jedna teracja Opóźnene tu przy przejścu przez moduł wynos = ( D 2W ), T d, module gdze D jest opóźnenem przeplotu, a W jest welkoścą okna Dekoder składa sę z połączonych w szereg I modułów co zostało przedstawone na rysunku 4 Dzęk takm rozwązanom uzyskuje sę opóźnene dekodowana T d = I (D 2W ) W przecweństwe do lokowego PCCC, w tym przypadku ne ma opóźnena kodera przez co opóźnene całego systemu jest równe opóźnenu dekodera: Moduł dekodera (1 teracja) Ex[k] Ex[k-W] Π Ex[π(k-W)] Ex[π(k-2W)] Π -1 Ex[k-2W-D] SISO DEK1 (W) R[k-W] y[π(k-w)] SISO DEK2 (W) y[π(k-2w)] Π -1 R[k-2W-D] y[k] W y[k-w] Π W Π -1 y[k-2w-d] yp1[k] 2WD yp1[k-2w-d] yp2[π(k)] W yp2[π(k-w)] WD yp2[π(k-2w-d)] Rys 3 Moduł dwuprocesorowy dla algorytmu dekodowana szeregowego cągłego PCCC zorentowanego na strumeń danych Moduł dekodera 1 Moduł dekodera 2 Moduł dekodera I I teracj Rys 4 Schemat potokowego, weloprocesorowego dekodera dla cągłego PCCC PWT 2004, Poznań 9-10 grudna 2004 4
wwwpwtetputpoznanpl T = T = I ( D 2W ) (13) sys d Kodowane zorentowane na strumeń danych ne posada uforów w koderze, które występowały w kodowanu loków danych Jednak cągłe dekodery SISO zwększają złożoność olczenową a tym samym wymog, co do szykośc procesorów użytych w dekoderze Ilość operacj dla lokowego algorytmu og- MAP wynos ( 5 28M ), a dla cągłego SW-og-MAP: ( 5 18M 6WM ) Nawet jeśl zastosowane zostaną proste kodery RSC ( M = 4, M jest lczą komórek pamęc kodera RSC) okno algorytmu zostane zmnejszone do W = 20 to złożoność olczenowa dla SW-og-MAP ędze wększa nż dla og-map Złożoność algorytmu SW-og-MAP można zmnejszyć jeśl zwększona zostane lcza tów podawanych jednocześne na wejśce otrzymywanych z wyjśca Tak dekoder można nazwać jako welowejścowy/welowyjścowy R >1 Innym sposoem zmnejszena złożonośc jest wyrane suoptymalnej metody dekodowana takej jak SW-Max-og-MAP lu SW-SOVA Przedstawony algorytm dekodowana jest określany jako algorytm szeregowy cągły Zasadnczym wadam tego rozwązana są wprowadzane opóźnene oraz duża złożoność olczenowa Innym algorytmam, które w pewnym stopnu rozwązują te prolemy są dekodowane nakładkowe (ang overlapped) oraz algorytm równoległy Omówene tych algorytmów dekodowana można znaleźć w pracy [7] 5 BADANIA SYMUACYJNE W celu dokonana oceny jakośc transmsj turokodów dzałających na cągłym strumenu danych przeprowadzono adana symulacyjne W adanach rozpatrzono turo-kody z przeplotem nelokowym z zastosowanem różnych koderów składowych oraz przeplotów o różnym opóźnenu Otrzymane wynk zostały porównane z tradycyjnym koderem lokowym Rozpatrywany system telekomunkacyjny przedstawony został na rysunku 1 System zudowany jest z układu turo-kodera, kanału z addytywnym ałym szumem gaussowskm (AWGN) oraz dekodera teracyjnego dzałającego według algorytmu Max-og- MAP z przesuwającym sę oknem (SW), oznaczonego w pracy [6] jako SW2-MM W adanach zostały porównane turo-kody dla przeplotów nelokowych CI, GCI, CCI, RI oraz dla losowego przeplotu lokowego o stałej welkośc loku danych jednakowym odwzorowanu każdego loku Parametry zostały tak dorane, ay yło możlwe porównane wynków towej stopy łędów (BER) dla tego samego opóźnena Przeadano systemy o opóźnenach wynoszących D=182, 1260 11000 W zastosowanych koderach występuje układ wymazywana wykluczający parzyste ty nadmarowe z perwszego kodera RSC oraz ty neparzyste z drugego kodera RSC, w ten sposó zwększając sprawność kodu do R=½ Dekoder dzała zgodne z algorytmem szeregowym cągłym jego opóźnene jest opsane wzorem (13) Dekoder składa sę z I dekoderów, gdze każdy z nch wykonuje olczena dla jednej teracj (rys 3 4) Ay dekoder mógł olczyć jeden t wymagane jest mnmum D2W komórek pamęc dla każdej z danych: oderanych tów nformacyjnych, tów nadmarowych z RSC1, tów nadmarowych z RSC2 oraz nformacj dodatkowej e z dekodera k-1-szego Welkość okna W jest opsana wzorem: gdze n u W 6 ( n 1), (14) = u to lość komórek pamęc koderów RSC zastosowanych w turo-koderze Otrzymane wynk adań zostały przedstawone na rysunkach 5-7 BER 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 CCI (N=42, D=186 ) CI (N=14, B=1) Block D=182 GCI(N=14) RAND (N=14) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 E/N0 (db) Rys 5 Wykres BER dla systemów z turo-kodam opartym o przeploty nelokowe charakteryzujące sę opóźnenem D=182 oraz systemu z przeplotem lokowym o tym samym opóźnenu (R=½, 16-stanowe RSC(33,31) 8, 10 teracj, SW2-MM) BER 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 CCI (N=187) RAND (N=15) GCI (N=30) CI(N=15, B=6) Block D=1260 0 0,5 1 1,5 2 2,5 E/N0 (db) Rys 6 Wykres BER dla systemów z turo-kodam opartym o przeploty nelokowe charakteryzujące sę opóźnenem D=1260 oraz systemu z przeplotem lokowym o tym samym opóźnenu (R=½, 8-stanowe RSC(17,15) 8, 8 teracj, SW2-MM) Na podstawe wynków z rys 5 można zaoserwować, że dla małego opóźnena przeplotu D=182 odpowadającego takej samej welkośc loku, systemy z kodowanem cągłego strumena danych osągają lepszy wynk od systemu z przeplotem lokowym o około 0,5 db dla BER=10-4 Różnce pomędzy różnym przeplotam nelokowym są PWT 2004, Poznań 9-10 grudna 2004 5
wwwpwtetputpoznanpl neznaczne Zatem systemy z turo-kodowanem cągłym są mnej podatne na zakłócena a dodatkowo posadają lepsze właścwośc synchronzacj [3] Wynk z rys 6 pozwalają sformułowac podone wnosk dla wększego opóźnena D=1260 Można tutaj jednak zaoserwować wzrost zysku systemów z kodowanem cągłego strumena danych w stosunku do tradycyjnego systemu (lokowego) zysk ten wynos około 1 db dla BER=10-4 Dla przeplotu CI neznaczne gorszą jakość transmsj można wytłumaczyć złym właścwoścam takego przeplotu dla słów kodowych o wadze 4 BER 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 RAND (N=22) GCI (N=22) Block D=10842 CI (N=22, B=23) 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 E/N0 (db) Rys 7 Wykres BER dla systemów z turo-kodam opartym o przeploty nelokowe charakteryzujące sę opóźnenem D=11000 oraz systemu z przeplotem lokowym o tym samym opóźnenu (R=½, 16-stanowe RSC(33,31) 8, 15 teracj, SW2-MM) Na podstawe wynków adań systemów z opóźnenem przeplotu D=11000 (rys 7) można zauważyć, że tak system oferuje ardzo dorą jakość transmsj, lską teoretycznej grancy pojemnośc kanału Można także zaoserwować, że system z lokowym przeplotem okazuje sę yć dużo gorszy od systemów z kodowanem cągłego strumena danych Podone jak w przypadku opóźnena D=1260 przeplot CI posada wększą stopę łędów w porównanu z pozostałym przeplotam nelokowym jest to ponowne spowodowane słaym właścwoścam układu dla sekwencj wejścowych o wadze 4 6 PODSUMOWANIE W nnejszej pracy przedstawono nowe podejśce do technk turo-kodowana polegające na zastąpenu tradycyjnego przeplotu zorentowanego na lok danych przeplotem nelokowym cągłym Jednoczesne stosowane algorytmu dekodowana z przesuwającym sę oknem pozwolło zastosować turo-kody do transmsj cągłego strumena danych Na podstawe wynków adań jakośc transmsj uzyskanych drogą symulacj komputerowej można stwerdzć, że w kanale AWGN kodowane z zastosowanem cyklcznych, nelokowych układów przeplotu jest ardzej efektywne nż tradycyjne kodowane z lokowym układam przeplotu Jakość transmsj dla wyranych systemów zlżyła sę do zaledwe 0,6 db od teoretycznej grancy wyznaczonej dla kodowana Decyelowy zysk systemów z transmsją cągłą w stosunku do tradycyjnych turo-kodów zależy od welkośc opóźnena przeplotu rośne wraz z nm Analzując wszystke otrzymane wynk można zauważyć, że zawsze turo-kodowane dla transmsj cągłej pozwala uzyskać lepszą jakość transmsj w porównanu do kodowana loków danych Należy jednak zauważyć, że ponoszonym za to kosztem jest komplkacja układu dekodera Dekoder dla cągłego strumena danych jest ardzej rozudowany potrzeuje on wększej lczy procesorów, a do zapewnena szykego dekodowana potrzena jest dodatkowa pamęć Olczena pownny yć prowadzone w sposó równoległy na wszystkch procesorach Dodatkowym prolemem pojawającym sę w czase turo-kodowana cągłego jest rozpoczęce zakończene transmsj strumena narnego Prolem stanow charakterystyka przeplotu gdze lok danych o długośc N jest po operacj przeplotu rozłożony na ND pozycjach Do kodowana neskończene długch sekwencj tów nezędny jest równeż układ synchronzujący ITERATURA [1] Berrou C, Glaveux A, Thtmajshma P: Near Shannon lmt error-correctng codng and decodng: Turo codes, IEEE Int Conf on Comm, 1993, 1064-1070 [2] Berrou C, Glaveux A: Near optmum error correctng codng and decodng: turo codes, IEEE Trans on Communcatons, vol 44, Oct 1996, 1261-1271 [3] Hall E K: Desgn and Implementaton of Streamorented Turo Codes, Ph D dssertaton, Unversty of Vrgna, May 1999 [4] Hall E K, Wlson S G: Stream-orented turo codes, IEEE Trans on Inform Theory, vol 47, no 5, July 2001 [5] Ramsey J : Realzaton of optmum nterleavers, IEEE Trans on Inform Theory, vol 16, May 1970, 338-345 [6] Benedetto S, Dvsalar D, Montors G, Pollara F: A soft-nput soft-output Maxmum A Posteror (MAP) module to decode parallel and seral concatenated codes, TDA Progress Report 42-127, JP, Nov 1996 [7] Krzywak S: Turo-kodowane dla transmsj cągłej, Praca dyplomowa magsterska, Instytut Elektronk Telekomunkacj, Poltechnka Poznańska, Poznań 2004 PWT 2004, Poznań 9-10 grudna 2004 6