Передача речевой информации для систем ПМР
Рассмотрим характеристики турбокодов перфорированных до скорости R^l/2 с длиной перемежаемого кадра 400 бит. Выбор длины перемежаемого кадра 400 бит обусловлен ограничением на задержку (< 350-500 мс) при передаче информации от передатчика к приемнику для систем подвижной радиосвязи.
На рис. 3.4 приведены зависимости вероятности ошибки от отношения сигнал/шум, полученные путем моделирования, для турбокодов с конструктивными длинами к = 3, 4, 5, и, соответственно, порождающими многочленами (7, 5)8, (15, 17)8, (31, 37)8. Декодирование осуществлялось по алгоритму Log-MAP с 10-тью
итерациями. Из графика следует, что при Р011| = 10" увеличение конструктивной длины не дает никакого выигрыша. Следовательно, для обеспечения подобной вероятности ошибки следует использовать ТК(7, 5)8, сложность реализации для которого будет меньшей.
ош
1,Е-03
1,Е-04 і
1.Е-05
I.E-06 •— 0
0,5
ho , дБ
Рассмотрим характеристики турбокода (7, 5)8, перфорированного до скорости R—1/2, с длиной перемежаемого кадра 400 бит при двух вариантах декодирования: с алгоритмом Log-MAP и SOVA.
Зависимости вероятности ошибки от отношения сигнал/шум, полученные путем моделирования, для турбокода с итеративным алгоритмом Log-MAP в канале с АБГШ приведены на рис. 3.5. Здесь по оси Z отложена вероятность ошибки Р01|| по оси X отношение сигнал/шум ho2, ось Y отражает число итераций декодирования. Результат моделирования представляет собой поверхность, образованную набором сечений, каждое из которых отражает зависимость вероятности ошибки от отношения сигнал/шум при фиксированном числе итераций. Как можно видеть характеристики кода улучшаются при увеличении количества итераций, но после 8-ой
итерации улучшение незначительно.
Из графика можно определить, что для данного ТК отношение сигнал/шум при 5-ти итерациях и Рош = 10~~ составляет 1,25 дБ. Для когерентного приема BPSK h02 = 4.26 дБ при этом же значении ошибки, следовательно, ЭВК = 3 дБ.
Учитывая, что для системы кодирования, предусмотренной стандартом TETRA, ЭВК составляет 1.75 дБ, при передаче речевой информации предложенный ТК имеет выигрыш в 1,25 дБ относительно схемы кодирования, предусмотренной стандартом TETRA.ТК(7, 5)*L=400 бит
Log-MAP номер
Рис. 3.5
Меньшей сложностью по сравнению с алгоритмом Log-MAP обладает алгоритм декодирования SOVA. На рис. 3.6 приведены экспериментальные зависимости вероятности ошибки на бит от отношения сигнал/шум для турбодекодера с итеративным алгоритмом SOVA в канале с АБГШ. Также как и в случае декодирования по Log-
MAP характеристики кода улучшаются при увеличении количества итераций, но после 8-ой итерации улучшение незначительно.
Рис. 3.6
Крутизна приведенных характеристик практически одинакова (за 1 - 1.25 дБ вероятность ошибки Р0||| спадает на два порядка). Алгоритм Log-MAP по сравнению с SOVA обеспечивает дополнительный выигрыш около 0.5 дБ.
Скорость предложенного кода ТК(7, 5)s (R = 0.5) выше скорости кодовой конструкции (R = (60 8)/(68 18) = 0,392), предусмотренной стандартом TETRA для кодирования речевой информации. Задержка, вводимая при кодировании, в стандарте TETRA составляет 2 • 432 = 864 бита, что при канальной скорости 7.2 кбит/с соответствует 864/7.2 = 120 мс. Для предложенного ТК задержка будет составлять 2-2-L = 2-2-400 = 1600 бит, что при той же скорости соответствует 1600/7.2 = 222 мс. Задержка предлагаемого кода практически в два раза больше
по сравнению с кодовой конструкцией стандарта, поэтому при использовании рекомендуемого ТК следует учитывать этот фактор.