3. Кодирование

Кодирование осуществляется следующим образом: биты класса 1 разделяются дополнительно на 50 бит класса 1а и 132 бита класса 16 (рис. 3.4а). Биты класса 1а дополняются тремя битами проверки на четкость (рис. 3.4б). Блочный код представляет собой укороченный систематический циклический код (53, 50) с формирующим полиномом вида

д (D)=D3+D+1.

В соответствии с принятым правилом формирования систематического кода, ключ Sw закрыт на время первых пяти-десяти тактовых импульсов, а информационные биты, поступающие на вход кодирующего устройства, одновременно поступают на блок переупорядочения и формирования бит проверки на четность (рис. 3.2). После пятидесяти тактовых импульсов переключатель Sw срабатывает и биты проверки на четность поступают из кодирующего устройства. Сформированный в результате кадр показан на рис. 3.4. На этой стадии проводится первый шаг перемежения, показанный на рис. 3.4. Биты с четными индексами собираются в первой части информационного слова, за которыми следуют три бита проверки на четность. Затем биты с нечетными индексами запоминаются в буферной памяти и переставляются так, как показано на рис. 3.4в. Далее следуют четыре нулевых бита, которые необходимы для работы кодера, формирующего код, исправляющий случайные ошибки в канале. После чего 189 бит класса 1 кодируются сверточным кодом (2,1,5) со скоростью г=1/2 (рис. 3.2). Структурная схема кодера и его формирующие полиномы приведены на рис. 3.6 [3.2].

Как показано на рис. 3.4г, после сверточного кодирования общая длина кадра составляет 2х189+78^456 бит. После этого кадр из 456 бит делится на восемь 57 битовых подблоков (рис. 3.4д), которые подвергаются диагональному и внутрикадровому перемежению (рис. 3.3, 3.4). Результаты перемежения показаны на рис. 3.4 ж, з. Более точно подблоки Во и В4 формируются в пакеты по 114 бит, которые являются результатом блочно-диагонального перемежения (DI/B). На рис. 3.4е биты Во и В4 подблоков попарно перемежаются, образуя процесс внутрикадрового битового перемежения (1В1/В). В результирующий пакет (рис. 3.43) включены два опережающих флага hi, h0, которые используются для классификации различных пакетов передачи.

3.3. Кодирование и перемежение в полноскоростном канале передачи данных

Для повышения эффективности применения сверточного кодирования в полноскоростных каналах передачи данных необходим длительный период перемежения. В этих каналах внутрикадро-вое перемежение (1В1/В) реализуется для степени перемежения 1^19, что приводит к задержке передачи данных на 19х116=2204 бит. Если биты 1-го пакета (временного интервала) до перемежения обозначить как С (Кт), т=1 ...116, то схема перемежения, то есть позиции бит после перемежения, определяются следующей формулой:

1 (К + j, j + 19t) = С (К, m) для всех К j = m mod 19, t=m mod 6.

Эта схема перемежения иллюстрируется примером на рис. 3.7 [3.2).

3.4. Кодирование и перемежение в каналах управления

На рис. 3.8 показан принцип защиты от ошибок данных, передаваемых по каналам управления. Эта схема используется для всех логических каналов управления, за исключением блоков данных в канале синхронизации (SCH) и данных в канале параллельного доступа (RACH). Радиосистема принимает по линии передачи данных блоки длиной п=184 бита. Сначала они защищаются укороченным двоичным циклическим кодом (Fire код) с формирующим полиномом вида

д (D)=(D^+ 1)“(D^+ D^+ 1)

В систематическом виде последовательность кодированных циклическим кодом информационных бит над полем GF (2) отображается полиномом вида U (0) • 0223 + и (1) 0222 + ... U (222) • D+U (223),

где U (0), U (1)...U (183) - информационные биты. U (184), U (185)...U (223) - биты проверки на четность.

В результате сформированный блок из 224 бит (включая 40 бит проверки на четность) дополняется четырьмя концевыми (нулевыми) битами для получения равной защиты для последних бит.

Заметим, что этот же способ уже использовался для формирования временных интервалов TDMA кадра, в котором предусматриваются 3 защитных бита для обеспечения правильного восстановления последних 5 бит в эквалайзере.

Полученная в результате блочного кодирования последовательность подвергается кодированию сверточным кодом со скоростью г=1/2 (идентичен коду в канале TCH/FS), который задается полиномами

GO = 1 + 03+ 04 G1 = 1+0+0 2 + 04

В результате сверточного кодирования формируется блок из 456 кодированных бит { С(0),...С(455 )}.

Так же как и в полноскоростном речевом канале (рис. 3.4), полученная кодированная последовательность подвергается упорядочению и ра з делению на 8 по 57-бит пакетов (ВО...В7). Каждый пакет состоит из блоков. Блок j, обозначаемый

Bj = {b (j,0), b (j,1)...b (i,56 )},

формируемых из 456 кодированных бит по правилу

b (j,i) = c(k), определяемому таблицей 3.2.

Продолжение таблицы 3.2

Блочно-диагональное и внутрикадровое перемежение осуществляются так же, как и в полноскоростном речевом канале (рис. 3.6е).

Полная последовательность выполнения операций кодирования и перемежения для всех каналов связи и управления GSM показана на рис. 3.9. В представленной схеме для каналов управления SACCH, РСН, AGCH, SDCCH используется блочное прямоугольное перемежение/депереме-жение. Алгоритм прямоугольного перемежения иллюстрируется на рис. 3.10. При перемежении кода (n, k, t) с^п-символьных длинных кодированных слов записываются кодирующим устройством в память перемежителя строка за строкой, а затем передаются в модулятор столбец за столбцом. В приемнике после демодулятора деперемежитель обратной операцией восстанавливает первоначальный порядок символов, после чего осуществляется декодирование.

На рис. 3.11, 3.12 приведены значения скорости передачи в логических каналах управления и связи, а также задержки в передаче сигналов управления и речи, вызванные процессами кодирования и перемежения.