Пристрій перетворення логарифмічних відношень функцій правдоподібності в декодерах для прийняття рішення про прийнятий біт інформації

Пристрій перетворення логарифмічних відношень функцій правдоподібності в декодерах для прийняття рішення про прийнятий біт інформації (елемент 6 Фіг. 1), який містить блок, що виробляє 3 52574 ного турбо коду, завданням якого є помноження логарифмічного відношення функцій правдоподібності з виходу кожного компонентного декодеру двох та трьох компонентного турбо коду на оптимізаційний параметр р, значення якого вибирається шляхом проведення імітаційного моделювання для певної завадової обстановки. Відмінними ознаками пристрою, що заявляється є: - запропонований пристрій в якості вхідних даних застосовує логарифмічне відношення функцій правдоподібності з виходу кожного компонентного декодеру двох та трьох компонентних турбо кодів; - наявність пам'яті, яка призначена для зберігання значень оптимІзаційного параметру р; - наявність логіки, що виконує процедуру помноження логарифмічного відношення функцій правдоподібності з виходу кожного компонентного декодеру двох та трьох компонентного турбо коду на оптимізаційний параметр р. Виходячи з описаного рівня техніки випливає, що вказані відміни пристрою, що заявляється, є новими. На Фіг.1 подано структурну схему трьох компонентного декодера ТК, що працює разом з запропонованим пристроєм. Структурна схема пристрою перетворення логарифмічного відношення функції правдоподібності для двох та трьох компонентних турбо кодів подана на Фіг.2. Надалі вважається, що приймачем вже виконаний прийом пакету, що передавався, у вигляді множини канальних відліків, і ця множина була розділена на підмножини систематичних відліків та перевірочних відліків, отриманих від першого та другого компонентних кодерів. Кожний компонентний декодер ТК перетворює прийняту послідовність символів в послідовність функцій правдоподібності E1 C C L1 x1 ,..., L1 xN , C C C C E 2 L2 x1 ,..., L2 xN , E 3 L3 x1 ,..., L3 xN про передані біти. Декодер ТК, аналізуючи за певним алгоритмом функції правдоподібності, перетворює послідовність в послідовність прийнятих біт U * * . Декодер ТК (Фіг.1) представляє собою послідовне з'єднання двох або трьох компонентних декодерів (перший декодер 1, другий декодер 2 та третій декодер 3), розділених пристроєм перемеження 4 та деперемеження 5. В якості вхідної інформації для декодера виступають канальні відліки інформаційних та перевірочних біт. На перший декодер 1 систематичні канальні відліки подаються безпосередньо, на другий 2 та третій 3 - в переставленому вигляді, що досягається за допомогою блока перемежіння 4. Кожен декодер при обробці блоку обчислює функції правдоподібності E1 C C L1 x1 ,..., L1 xN , C C C C E 2 L2 x1 ,..., L2 xN , E 3 L3 x1 ,..., L3 xN про передані біти, для кожного прийнятого блоку, t 1 N , після цього -логарифмічні відношення фу, нкцій правдоподібності: L1 ( x1C ) , L2 ( x1C ) , L3 ( x1C ) , e t e t e t t 1 N , використовуючи алгоритм декодування ТК , 4 Max Log Map. 3 виходу перемежувала 4 логарифмічні відношення функцій правдоподібності декодера 1 використовуються в якості апріорної інформації для декодера 2 L2 ( x1C ) , t 1 N , і так само , a t для декодера 3 L3 ( xC ) , t 1 N . Логарифмічні , a t відношення функцій правдоподібності декодера 2 даної ітерації L2 ( yC ) , t 1 N , після операції депе, e t ремеження 5 використовується в якості апріорної інформації для декодера 3 даної ітерації. Логарифмічні відношення функцій правдоподібності декодера 3 даної ітерації L3 ( yC ) , t 1 N , після опе, e t рації деперемеження 5 використовується в якості апріорної інформації для декодера 1 наступної ітерації. Пристрій перетворення логарифмічного відношення функцій правдоподібності для алгоритму Max Log Map трьохкомпонентного турбо коду 6 здійснює помноження логарифмічного відношення функцій правдоподібності з виходу кожного компонентного декодеру двох та трьохкомпонентного турбо коду на оптимізаційний параметр р, значення якого зберігається в пам'яті пристрою 6: L1 ( x1C ) p , L2 ( x1C ) p , L3 ( x1C ) p . e t e t e t Схема порівняння 7 виносить "тверді" рішення про декодовані символи, які використовуються для оцінки ймовірності бітової помилки: xC t 1 якщо L3 ( xC ) , t 3 0, якщо L ( xC ) t 0 0 Таким чином, декодер ТК разом з пристроєм перетворення логарифмічного відношення функцій правдоподібності для алгоритму Max Log Map трьохкомпонентного турбо коду 6, буде працювати наступним чином (розглядається остання ітерація трьох компонентного турбо декодера) (Фіг.1, 2). 1. Декодер 1 виконує цикл декодування прийнятих блоків, використовуючи апріорну інформацію L1 ( xC ) , t 1, N з попередньої ітерації. Після цього a t логарифмічні відношення функцій правдоподібності (ЛВФП) L1 ( xC ) , t 1 N подаються до пристрою , e t 6. З виходу пристрою 6 ЛВФП, помножені на оптимізаційний параметр р, записуються до перемежувача 4. Для декодера 1 першої ітерації апріорна інформація буде представляти собою множину нульових значень. 2. Пристрій перемеження 4 виконує перестановку N чисел L1 ( xC ) p , t 1 N , що були буфери, e t зовані, які потім використовуються як апріорна інформацію L1 ( xC ) , t 1 N для декодера 2. , a t 3. Декодер 2 виконує цикл декодування, аналогічно декодеру 1, та розраховує функції правдоподібності L2 ( xC ) , t 1 N . Після функції правдо, t подібності перетворюються в ЛВФП, які поступають до пристрою 6. З виходу пристрою 6 ЛВФП, помножені на оптимізаційний параметр р, записуються до перемежувача 4. 5 52574 4. Пристрій перемеження 4 виконує перестановку N чисел L2 ( xC ) p , t 1 N , що були буфери, e t зовані після пристрою деперемеження 5, які потім використовуються як апріорна інформацію L3 ( xC ) , a t t 1 N для декодера 3. , 5. Декодер 3 виконує аналогічні операції. 6. Інформація про ЛВФП L1 ( x1C ) , L2 ( x1C ) , e t e t L3 ( x1C ) , t 1, N записується в регістр 8 пристрою e t перетворення ЛВФП 6 (Фіг.2). 7. Елемент 9 пристрою 6 виконує помноження ЛВФП L1 ( x1C ) , L2 ( x1C ) , L3 ( x1C ) , t 1 N кожного , e t e t e t декодеру на параметр p з пам'яті (елемент 10). 8. Схема порівняння 7 виносить "тверді" рішення про декодовані символи xC t 1 якщо L3 ( xC ) , t 3 0, якщо L ( xC ) t 0 . 0 9. Елемент 11 використовує додаткові біти по завершенню кодування блока даних з метою примусового переведення решітчастої діаграми рекурсивного систематичного згортувального коду ТК в початковий стан (ця інформація надходить до елементів 1, 2, 3 декодеру ТК). 10. Елемент 12 враховує інформацію про стан каналу зв'язку при декодуванні ТК (ця інформація надходить до елементів 1, 2, 3 декодеру ТК). На Фіг.3 показано графік залежності середньої ймовірності бітової помилки декодування PB дек 6 від відношення сигнал-завада h2 для різних коеj фіцієнтів р при використанні модуляції ФМ-2, ТК з трьома компонентними кодерами (декодерами), псевдовипадковим перемежувачем, N=1000, алгоритмом декодування Max Log Map, 8 ітерацій декодування, швидкістю кодування ТК R=1/3 при впливі шумової загороджувальної завади і флуктуаційного шуму. Використання параметру p=0,6 в алгоритмі декодування дозволяє підвищити ефективність застосування запропонованого пристрою до 1дБ в порівнянні з використанням параметру р=1,0. Список використаної літератури 1. Патент W02007059389 (А2) "Method and apparatus for interleaving within a communication system": Kaith В., Yufei В., Brian С. - 2007-05-24. 2. Патент W02008057906 "Turbo interleaving for high data rates": Yongbin W., Jing S., Prasad M. 2008-05-15. 3. Патент KR20020031721 "Device for decoding turbo code using channel information and method thereof: Geun K., Seop L. - 2002-05-03. 4. Патент KR20080030493 "Tail-bitting turbocode for arbitrary number of information bits": Zong S., Tak L. - 2008-04-04. 5. Патент на корисну модель 43111, МПК Н03М 13-37. Пристрій підвищення завадо захищеності систем з турбокодами при низьких значеннях відношення сигнал-шум в каналі / Зайцев С. В., ЛІвенцев С. П., Кувшинов О. В., Артюх О. I.; заявл. 05.08.08; опубл. 10.08.09, Бюл. № 15. 7 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 52574 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601