Kod splotowy
Kod splotowy to typ kodu korekcyjnego, definiowany przez trzy parametry: (n, k, m). Jego celem jest przekształcenie k-bitowego ciągu informacyjnego na n-bitowy ciąg wyjściowy, a efektywność kodu wynosi k/n, gdzie n ≥ k. Dodatkowym parametrem jest m, który wskazuje liczbę przerzutników 'D’ w rejestrze kodującym. Ograniczona długość kodu, L, definiowana jest jako L = k(m-1), co wpływa na generowanie n bitów wyjściowych.
Kody splotowe są powszechnie stosowane w radiofonii cyfrowej, telefonii komórkowej oraz łączach satelitarnych.
Wykluczanie
Kody o parametrach k = 1 i sprawnościach 1/2, 1/3, 1/4, 1/5, 1/7 są określane jako „kody matki”. Aby zmniejszyć nadmiarowość kodowania, można wykluczyć niektóre bity wyjściowe. Na przykład, z kodera o sprawności 1/2 można wybrać dwa bity wyjściowe, co zwiększa sprawność do 2/3. Kody z wykluczaniem są używane w systemach satelitarnych, takich jak Intelsat i DVB.
Struktura koderów kodu splotowego
Koder splotowy składa się z m boksów (rejestrów pamięci) i n sumatorów modulo-2, które generują bity wyjściowe. W przypadku k = 1, koder z ograniczoną długością L = 2 ma 4 stany, co jest wyrażone wzorem: Liczba stanów = 2^L.
- Koder dla k = 1: m boksów, n sumatorów, bity wyjściowe generowane na podstawie wielomianu.
- Koder dla k > 1: m boksów z k rejestrami w każdym z nich, n sumatorów połączonych z rejestrami.
Kod splotowy systematyczny
Kod splotowy systematyczny zawiera bity wyjściowe, które zawierają bity wejściowe, a jeden bit jest kombinacją bitów parzystości. Kody systematyczne są preferowane, ponieważ są łatwiejsze do rozpoznania i wymagają mniej zasobów do dekodowania. Posiadają również lepsze właściwości zabezpieczające przed błędami.
Kodowanie i dekodowanie kodów splotowych
Kodowanie polega na splotach bitów wejściowych z odpowiedzią impulsową, a dekodowanie można przeprowadzać metodami „twardą” i „miękką”. Metoda twarda polega na porównywaniu sekwencji z wszystkimi możliwymi kombinacjami, podczas gdy metoda miękka wybiera najlepszą korelację.
Dekodowanie sekwencyjne i metodą maksymalnego prawdopodobieństwa
Dekodowanie sekwencyjne polega na poruszaniu się po ścieżce diagramu kratowego i liczeniu błędnych decyzji, co jest przydatne w przypadku zakłóceń. Metoda maksymalnego prawdopodobieństwa wykorzystuje algorytm Viterbiego do analizy ścieżek w celu wyboru najbardziej podobnej sekwencji do odebranej.
