<<
>>

3.2. Помехоустойчивое кодирование в радиомодемах

Для радиомодемов передачи информации, работающих в симплексном режиме, важной характеристикой является время задержки при передаче информации Т3. Поэтому введем три градации значения задержки Т3 = 150, 300 и 500 мс.

Для радиосистем работающих в соответствии с ГОСТ [26] и использующих GMSK канальная скорость может достигать 19,2 кбит/с [21]. Дальнейшие расчеты проведены для двух значений канальной скорости: VK = 16 кбит/с и VK = 19,2 кбит/с.

Рассмотрим вначале режим однонаправленной передачи, позволяющий использовать длинные информационные пакеты и, следовательно, мощные схемы турбокодирования, которые обладают наилучшими характеристиками. При оценке ЭВК турбокодов в качестве конкретного примера используются характеристики микросхемы АНА4524, которая реализует кодек турбокода на основе кодов Хэмминга с длиной блока до 4096 бит.

Зависимости вероятности ошибки от отношения сигнал/шум помехоустойчивости микросхемы АНА4524 приведены на рис. ЗЛ 1.

В таблице 3.1 приведены ЭВК при Рош=10"5 для различных скоростей кодирования.

Таблица 3.1

Турбокол п, бит к, бит R = n/k ЭВК, дБ Уинфіб, кбит/с Уинф|<)2,

кбит/с (64,63)х(64,62) 4096 3906 0,954 3,8 15,264 18,317 (б4,57)х(64,62) 4096 3534 0,863 5,2 13,808 16,57 (64,57)х(64,57) 4096 3249 0,793 6,1 12,688 15,226 (32,26)х(32,26)х(4,3) 4096 2028 0,495 6,7 7,92 9,504

В таблице приведены стандартные режимы работы микросхемы AHA 4524. С помощью приведенной таблицы путем укорочения можно получить любую требуемую (например, 4,8 кбит/с, 9,6 кбит/с, 14,4 кбит/с) информационную скорость до Уинф|б=1 5,264 кбит/с, при VK = 16 кбит/с, и до Уинфі9.2=18,317 кбит/с при VK = 19,2 кбит/с. Таким образом, при VK-16 кбит/с для получения скорости 14,4 кбит/с код (64,63)х(64,62) следует укоротить до кода (15,14)х(56,54). Однако укорочение кодов приводит к уменьшению ЭВК.

В таблице 3.2 приведены ЭВК турбокодов с малыми размерами

При использовании турбокодов время задержки можно оценить только экспериментально. При сравнение таблиц 3.1 и 3.2 можно заметить, что турбокоды с малым размером кодового слова имеют меньший ЭВК при равных скоростях кодирования.

Определим параметры каскадного кода при размере информационного пакета порядка 400 бит [77]. Структура передаваемого кадра представлена на рис. 3.12. Здесь приняты следующие обозначения: Н + Т - преамбула для синхронизации по несущей и тактовой частоте, СП - стартовая посылка, П - информационный пакет, О сигнал отбоя.

Н f т СП п ЦІ п п п О —гтіг-w ¦ ¦ ¦

Рис. 3.12

Рассмотрим теперь возможные виды каскадного кодирования для радиомодема с размером информационного пакета до 50 байт (400 бит) и параметрами кадра:

преамбула для синхронизации по несущей и тактовой частоте составляет 120 бит;

на стартовую посылку отводится 32 бита;

допустимое значение времени задержки Т3 не должно превышать значения 150, 300 и 500 мс.

В качестве внутреннего кода рассмотрим перфорированный сверточный код (133,171), в качестве внешнего - укороченный код Рида-Соломона (п,к), построенный в поле GF(2^), z=6. Здесь z -число

бит в одном символе, с которыми оперируют кодер и декодер кода Рида-Соломона. Между кодером кода Рида-Соломона и кодером сверточного кода используется блочный перемежитель.

Очевидно, что каждый информационный пакет должен декодироваться за время ТД меньшее длительности самого пакета ТИ т.е. ТД < ТП. Кроме кодовых слов Рида-Соломона каждый пакет на входе сверточного кодера должен содержать г бит для очистки памяти его регистра. В данном случае принято г=32 бита (рис. 3.13).

Длительность одного пакета на выходе сверточного кодера будет составлять

N-z-n + 32 ТП~ RSK-VK '
где N - множитель, учитывающий наличие перемежения (при перемежении на два кодовых слова Рида-Соломона N=2, при перемежении на четыре - N=4 и т.д.), RSK - скорость сверточного кода, Уинф

^к = о о гГ~ ~~ скорость в канале,

(ivT-b^2) ~ множитель, учитывающий дополнительную

избыточность, обусловленную введением в информационный пакет 32- х бит для очистки регистров сверточного кода.

Оценим общую задержку в получении информационного пакета по формуле

Т = ТИСЕ + Теп + 2-ТП > Т3, где ТИЕС = 120/VK = 7,6 мс - время, затраченное на передачу несущей и тактовой частоты; Теп = 32/VK = 2 мс - время, затраченное на передачу стартовой посылки; 2-ТП - время, затраченное на передачу и на декодирование одного информационного пакета.

В таблице 3.3 приведены параметры рассматриваемых каскадных кодов, полученные исходя из ограничений, накладываемых задержкой

в получении информации.

Таблица 3.3

Кол R-n/k Перемеженис I Т, мс Уинфн,, кбит/с ЭВК, дБ РС(60.56,2). С К R-7/8 0,817 2 слова 117 12 РС(60.56.2). СК R-7/8 0,817 5 слов 271 12 4,1 РС(60.56,2). СК R=7/8 , 0,817 9 слов 477 12 РС(62.54,4). СК R=3/4 0,653 2 слова 139 9,6 РС(62.54.4). СК R=3/4 0,653 4 слова 263 9,6 5,5 РС(62.54.4). СК R-3/4 0,653 7 слов 450 9,6 РС(43.29,7). СК R=l/2 0,337 2 слова 147 4,8 РС(43.29,7). СК R=l/2 0,337 4 слова 276 4,8 5,9 РС(43.29.7). СК R=l/2 " 07337 7 слов 469 4,8

В таблице 3.3 приведены ЭВК на уровне РО1||=10° для каскадных кодов с перемежением, устраняющим пакетные ошибки. Значения ЭВК получены из рис. 3.14, на котором приведены зависимости вероятности ошибки от отнотиершя сигнал/шум для указанных каскадных кодов.

Как можно видеть из таблиц 3.2 и 3.3 ЭВК турбокодов больше по сравнению с каскадными кодами примерно на 1 дБ для равных значений скоростей кодирования [78].

Проведенный анализ показал, что для радиомодемов, работающих в симплексном режиме, для помехоустойчивого кодирования целесообразно использовать решения на основе турбокодирования.

<< | >>
Источник: Дронов Антон Евгеньевич. ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОГО КОДИРОВАНИЯ В СИСТЕМАХ ВЕДОМСТВЕННОЙ РАДИОСВЯЗИ. 2004

Еще по теме 3.2. Помехоустойчивое кодирование в радиомодемах:

  1. 2. Понятие модема
  2. Дронов Антон Евгеньевич. ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОГО КОДИРОВАНИЯ В СИСТЕМАХ ВЕДОМСТВЕННОЙ РАДИОСВЯЗИ, 2004
  3. Введение
  4. 1.1. Ведомственные цифровые радиосистемы передачи информации и требования к их схемам помехоустойчивого кодирования
  5. 1.1.2. Радиомодемы передачи данных
  6. 1.2. Обобщенная модель цифровой радиосистемы передачи информации
  7. Глава 2. Анализ методов помехоустойчивого кодирования
  8. 2.1. Общие понятия о системах канального кодирования
  9. Глава 3. Помехоустойчивое кодирования в ведомственных радиосистемах передачи информации
  10. 3.1. Помехоустойчивое кодирование в системах профессиональной мобильной радиосвязи
  11. 3.14. Помехоустойчивое кодирование при амплитудных замираниях
  12. 3.1.5. Помехоустойчивое кодирование при воздействии индустриальных помех
  13. 3.2. Помехоустойчивое кодирование в радиомодемах
  14. 3.3. Помехоустойчивое кодирование в радиосистемах передачи видеоаудио информации
  15. Глава 4. Экспериментальные исследования и вопросы реализации схем помехоустойчивого кодирования