Войти
Последовательные конкатенированные сверточные коды (SCCC ) - это класс упреждающего исправления ошибок (FEC) коды, очень подходящие для турбо (итеративного) декодирования. Данные, которые должны быть переданы по зашумленному каналу, сначала могут быть закодированы с использованием SCCC. После приема кодирование может использоваться для удаления любых ошибок, внесенных во время передачи. Декодирование выполняется повторным декодированием и [де] перемежением принятых символов.
SCCC обычно включают в себя внутренний код, внешний код и связывающий перемежитель. Отличительной особенностью SCCC является использование рекурсивного сверточного кода в качестве внутреннего кода. Рекурсивный внутренний код обеспечивает «усиление перемежителя» для SCCC, что является источником отличной производительности этих кодов.
Анализ SCCC был частично инициирован более ранним открытием турбокодов в 1993 году. Этот анализ SCCC проводился в 1990-х годах в серии публикаций NASA Jet Двигательная лаборатория (JPL). Исследование предложило SCCC как форму турбо-подобных последовательных конкатенированных кодов, которые 1) были итеративно («турбо») декодируемы с разумной сложностью, и 2) давали характеристики исправления ошибок, сравнимые с турбокодами.
Предыдущие формы последовательных конкатенированных кодов обычно не использовали рекурсивные внутренние коды. Кроме того, составляющие коды, используемые в предшествующих формах последовательных конкатенированных кодов, обычно были слишком сложными для разумного декодирования с программным вводом и выводом (SISO ). SISO-декодирование считается важным для турбодекодирования.
Последовательные каскадные сверточные коды не нашли широкого коммерческого использования, хотя они были предложены для стандартов связи, таких как DVB-S2. Тем не менее, анализ SCCC позволил получить представление о производительности и границах всех типов итеративных декодируемых кодов, включая турбокоды и LDPC коды.
Патент США 6023783 охватывает некоторые формы SCCC. Срок действия патента истек 15 мая 2016 г.
Последовательные конкатенированные сверточные коды были впервые проанализированы с точки зрения турбо-декодирования в книге С. Бенедетто, Д. Дивсалара «Последовательная конкатенация перемежаемых кодов: анализ производительности, разработка и итеративное декодирование», Г. Монторси и Ф. Поллара. Этот анализ дал ряд наблюдений для разработки высокопроизводительных турбодекодируемых последовательных сцепленных кодов, которые напоминали турбокоды. Одно из этих наблюдений заключалось в том, что «использование рекурсивного сверточного внутреннего кодировщика всегда дает усиление перемежителя». Это контрастирует с использованием блочных кодов или нерекурсивных сверточных кодов, которые не обеспечивают сопоставимого усиления перемежителя.
Дополнительный анализ SCCC был проведен в «Теоремах кодирования для« турбо-подобных »кодов» Д. Дивсалара, Хуэй Джина и Роберта Дж. МакЭлиса. В этой статье проанализированы коды повторного накопления (RA), которые представляют собой последовательную конкатенацию внутреннего рекурсивного сверточного кода с двумя состояниями (также называемого `` аккумуляторным '' или кодом проверки на четность) с простым повторяющимся кодом в качестве внешнего кода, причем оба кода связаны перемежителем. Производительность кодов RA довольно хороша, учитывая простоту самих составляющих кодов.
Коды SCCC были дополнительно проанализированы в «Последовательной турбо решетчатой кодированной модуляции с внутренним кодом скорости-1». В этой статье SCCC были разработаны для использования со схемами модуляции более высокого порядка. Были представлены превосходно работающие коды с внутренними и внешними составляющими сверточными кодами только двух или четырех состояний.
На рис. 1 показан пример SCCC.
Рис. 1. Кодер SCCC Пример кодера состоит из внешнего сверточного кода с 16 состояниями и внутреннего сверточного кода с 2 состояниями, связанных перемежителем. Естественная кодовая скорость показанной конфигурации составляет 1/4, однако внутренний и / или внешний коды могут быть выколоты для достижения более высоких кодовых скоростей по мере необходимости. Например, общая кодовая скорость 1/2 может быть достигнута путем выкалывания внешнего сверточного кода до скорости 3/4 и внутреннего сверточного кода до скорости 2/3.
Рекурсивный внутренний сверточный код является предпочтительным для турбодекодирования SCCC. Внутренний код может быть проколот до скорости 1/1 с приемлемой производительностью.
Пример итеративного декодера SCCC.
Рис. 2. Декодер SCCC Декодер SCCC включает в себя два декодера программного ввода-вывода (SISO) и перемежитель. Хотя эти два декодера SISO показаны как отдельные блоки, они могут использовать общую схему полностью или частично. Декодирование SISO может выполняться последовательным или параллельным способом или некоторой их комбинацией. Декодирование SISO обычно выполняется с использованием декодеров с максимальным апостериорным (MAP) с использованием алгоритма BCJR.
SCCC обеспечивают производительность, сравнимую с другими итеративно декодируемыми кодами, включая турбокоды и коды LDPC. Они отмечены тем, что имеют немного худшую производительность в средах с более низким SNR (т. Е. Худшую область водопада), но немного лучшую производительность в средах с более высоким SNR (т. Е. Более низкий уровень ошибок).
