RU2428800C2 - Method of adaptive interleaving of information in communication channels with grouping of errors - Google Patents
Method of adaptive interleaving of information in communication channels with grouping of errors Download PDFInfo
- Publication number
- RU2428800C2 RU2428800C2 RU2009137678/09A RU2009137678A RU2428800C2 RU 2428800 C2 RU2428800 C2 RU 2428800C2 RU 2009137678/09 A RU2009137678/09 A RU 2009137678/09A RU 2009137678 A RU2009137678 A RU 2009137678A RU 2428800 C2 RU2428800 C2 RU 2428800C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- error
- words
- correcting code
- errors
- length
- Prior art date
Links
Landscapes
- Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
- Error Detection And Correction (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области техники связи и может быть использовано для передачи дискретной информации, защищенной помехоустойчивым кодом.The invention relates to the field of communication technology and can be used to transmit discrete information protected by an error-correcting code.
Эффективным способом уменьшения группирования ошибок в каналах с памятью является перемежение символов передаваемых сообщений. Перемежение используют для разрушения пакетов ошибок, вызванных замираниями сигнала или импульсной помехой. Применение перемежения во многих случаях обеспечивает более равномерное распределение ошибок в словах помехоустойчивого кода, защищающего сообщение. При среднем количестве ошибок в словах помехоустойчивого кода, не превышающем корректирующей способности кода, перемежение увеличивает вероятность правильного декодирования кода, а значит повышает вероятность доведения сообщения. При этом аппаратные и программные затраты на реализацию перемежения и деперемежения символов существенно меньше аналогичных затрат на кодирование и декодирование помехоустойчивых кодов. Поэтому применение перемежения в некоторых случаях целесообразнее, чем использование более сложных в технической реализации мощных помехоустойчивых кодов.An effective way to reduce the grouping of errors in memory channels is to interleave the symbols of transmitted messages. Interleaving is used to destroy bursts of errors caused by signal fading or impulse noise. The use of interleaving in many cases provides a more even distribution of errors in the words of the error-correcting code protecting the message. With the average number of errors in the words of the error-correcting code not exceeding the correcting ability of the code, interleaving increases the probability of correct decoding of the code, and therefore increases the likelihood of message delivery. In this case, the hardware and software costs of implementing the interleaving and deinterleaving of symbols are significantly less than the same costs of encoding and decoding noise-resistant codes. Therefore, the use of interleaving in some cases is more expedient than the use of more sophisticated in the technical implementation of powerful noise-resistant codes.
При перемежении используют символы нескольких слов помехоустойчивого кодаWhen interleaving, the characters of several words of the error-correcting code are used
a 11, a 12, …, a 1n, a 21, a 22, …, a 2n, …, a h1, a h2, …, a hn, a 11 , a 12 , ..., a 1n , a 21 , a 22 , ..., a 2n , ..., a h1 , a h2 , ..., a hn ,
где a ij-j-ый символ i-ого слова, n - блоковая длина помехоустойчивого кода.where a ij is the jth character of the i-th word, n is the block length of the error-correcting code.
Важной характеристикой является глубина перемежения h, которая определяется количеством слов помехоустойчивого кода, символы которых используют для перемежения. В результате перемежения получают информационный пакет из h·n символов, расположенных в следующем порядкеAn important characteristic is the interleaving depth h, which is determined by the number of words of the error-correcting code whose symbols are used for interleaving. As a result of interleaving, an information packet of h · n symbols is arranged in the following order
a 11, a 21, …, a h1, a 12, a 22, …, a h2, …, a ln, a 2n, …, a hn, a 11 , a 21 , ..., a h1 , a 12 , a 22 , ..., a h2 , ..., a ln , a 2n , ..., a hn ,
то есть сначала расположены первые символы всех слов помехоустойчивого кода информационного пакета, далее вторые символы и так далее. При возникновении пакета ошибок, длина которого не превосходит значения глубины перемежения, искажается всего лишь только один символ в каждом кодовом слове. На приемной стороне осуществляют деперемежение символов информационного пакета или выполняют операцию, обратную перемежению символов, и восстанавливают естественный порядок следования символов. Прием помехоустойчивого кода улучшается при согласовании значения глубины перемежения h с характером группирования ошибок в канале связи. Увеличение значения глубины премежения делает распределение ошибок более равномерным. Однако, с увеличением глубины перемежения h возрастает и время задержки в приеме сообщений. Это снижает оперативность системы связи и может ограничивать выбор значения глубины перемежения, поскольку в некоторых системах доведение сообщения должно осуществляться с минимальной временной задержкой. Предлагаемый способ позволяет определить необходимое минимальное значение глубины перемежения, обеспечивающее достаточное качество декорреляции ошибок. Выбор значения глубины перемежения осуществляют на приемной стороне канала связи, а на передающую сторону это значение может передаваться по каналу обратной связи.that is, first the first characters of all the words of the error-correcting code of the information packet are located, then the second characters, and so on. When an error packet occurs whose length does not exceed the value of the interleaving depth, only one character in each codeword is distorted. At the receiving side, the symbols of the information packet are deinterleaved or the operation is performed that is opposite to the interleaving of the symbols and the natural order of the symbols is restored. Reception of the error-correcting code is improved by matching the value of the interleaving depth h with the nature of the grouping of errors in the communication channel. Increasing the depth of the premise makes the distribution of errors more uniform. However, with increasing interleaving depth h, the delay time in receiving messages also increases. This reduces the efficiency of the communication system and may limit the choice of the value of the depth of interleaving, since in some systems the message should be carried out with a minimum time delay. The proposed method allows you to determine the required minimum value of the depth of alternation, providing a sufficient quality of decorrelation errors. The choice of the value of the interleaving depth is carried out on the receiving side of the communication channel, and on the transmitting side this value can be transmitted on the feedback channel.
Известен способ перемежения информации в каналах связи с группированием ошибок, в соответствии с которым сначала оценивают длину пакетов ошибок в канале связи и выбирают соответствующее этой длине значение глубины перемежения символов слов помехоустойчивого кода. Далее осуществляют перемежение символов слов помехоустойчивого кода с выбранным значением глубины перемежения и получают информационный пакет, составленный из символов нескольких слов помехоустойчивого кода, который передают в канал связи. На приемной стороне сначала осуществляют деперемежение символов принятого информационного пакета и получают слова помехоустойчивого кода, входящие в информационный пакет. (Гаранин М.В. и др. Системы и сети передачи информации. М.: Радио и связь, 2001, стр.119).A known method of interleaving information in communication channels with grouping errors, in accordance with which the length of the error packets in the communication channel is first estimated and the value of the interleaving depth of the word symbols of the error-correcting code is selected corresponding to this length. Then, the word symbols of the error-correcting code are interleaved with the selected value of the interleaving depth, and an information packet composed of the symbols of several words of the error-correcting code is transmitted, which is transmitted to the communication channel. At the receiving side, the symbols of the received information packet are first de-interleaved and the error-correcting code words included in the information packet are obtained. (Garanin M.V. et al. Systems and networks for transmitting information. M: Radio and communications, 2001, p. 119).
Недостатком этого способа является увеличение времени задержки передачи информации из-за того, что выбор значения глубины перемежения символов помехоустойчивого кода осуществляют исходя из средней или максимальной оценки длины пакета ошибок в канале связи, и при этом не учитывают возможное изменение длины пакета ошибок в нестационарном канале связи, соответствующее состоянию канала в текущий момент времени.The disadvantage of this method is the increase in the delay time of information transmission due to the fact that the choice of the value of the interleaving depth of the error-correcting code symbols is based on the average or maximum estimate of the length of the error packet in the communication channel, and the possible change in the length of the error packet in the non-stationary communication channel is not taken into account corresponding to the state of the channel at the current time.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ перемежения информации в каналах связи с группированием ошибок, при котором на передающей стороне системы связи осуществляют перемежение символов слов помехоустойчивого кода с некоторым значением глубины перемежения и информационный пакет, составленный из символов нескольких слов помехоустойчивого кода передают в канал связи. На приемной стороне системы связи осуществляют деперемежение символов принятого информационного пакета и получают слова помехоустойчивого кода, которые декодируют с обнаружением и исправлением ошибок. По результатам декодирования слов помехоустойчивого кода осуществляют контроль качества канала связи и оценивают количество ошибок в словах помехоустойчивого кода принятого информационного пакета с учетом стираний и трансформаций слов помехоустойчивого кода. Затем сравнивают распределение вероятностей ошибок в словах помехоустойчивого кода с распределением вероятностей ошибок биномиального закона распределения и в зависимости от результатов сравнения выполняют коррекцию значения глубины перемежения, которое затем по каналу обратной связи доводят до передающей стороны системы связи (Патент РФ №2265960 МПК7 H04L 1/00, Н03М 13/27 Квашенников В.В., Слепухин Ф.В. Способ передачи информации с использованием адаптивного перемежения. Приор. 16.05.2003, опубл. 10.12.2005).Closest to the proposed method is a method of interleaving information in communication channels with grouping errors, in which the transmitting side of the communication system interleaves the word characters of the error-correcting code with a certain value of the interleaving depth and an information packet composed of symbols of several words of the error-correcting code is transmitted to the communication channel. On the receiving side of the communication system, the symbols of the received information packet are de-interleaved and the error-correcting code words are received, which are decoded with error detection and correction. According to the results of decoding the words of the error-correcting code, the quality of the communication channel is monitored and the number of errors in the words of the error-correcting code of the received information packet is estimated taking into account the erasures and transformations of the words of the error-correcting code. Then, the probability distribution of errors in the words of the error-correcting code is compared with the probability distribution of errors of the binomial distribution law, and depending on the comparison results, the value of the interleaving depth is corrected, which is then brought to the transmitting side of the communication system via the feedback channel (RF Patent No. 2265960 MPK7 H04L 1/00 , Н03М 13/27 Kvashennikov VV, Slepukhin FV Method for transmitting information using adaptive interleaving (Prior. May 16, 2003, publ. December 10, 2005).
Недостаток известного способа заключается в невысокой точности установления значения глубины перемежения, особенно в начальный момент времени, поскольку точное значение глубины перемежения устанавливают в процессе ее многократной коррекции.The disadvantage of this method is the low accuracy of establishing the value of the depth of alternation, especially at the initial time, since the exact value of the depth of alternation is established in the process of its multiple correction.
Цель изобретения - увеличение точности установления значения глубины перемежения за счет того, что после приема каждого информационного пакета, сначала приближенно оценивают значение глубины перемежения символов помехоустойчивого кода и только затем выполняют дополнительную коррекцию значения глубины перемежения.The purpose of the invention is to increase the accuracy of setting the value of the interleaving depth due to the fact that after receiving each information packet, the value of the interleaving depth of the error-correcting code symbols is approximately estimated first and only then additional correction of the value of the interleaving depth is performed.
Для достижения цели предложен способ перемежения информации в каналах связи с группированием ошибок, при котором на передающей стороне системы связи осуществляют перемежение символов слов помехоустойчивого кода с некоторым значением глубины перемежения, и информационный пакет, составленный из символов нескольких слов помехоустойчивого кода, передают в канал связи. На приемной стороне системы связи осуществляют деперемежение символов принятого информационного пакета и получают слова помехоустойчивого кода, которые декодируют с обнаружением и исправлением ошибок. По результатам декодирования слов помехоустойчивого кода осуществляют контроль качества канала связи и оценивают количество ошибок в словах помехоустойчивого кода принятого информационного пакета с учетом стираний и трансформаций слов помехоустойчивого кода. Затем сравнивают распределение вероятностей ошибок в словах помехоустойчивого кода с распределением вероятностей ошибок биномиального закона распределения и в зависимости от результатов сравнения выполняют коррекцию значения глубины перемежения, которое затем по каналу обратной связи доводят до передающей стороны системы связи. Новым является то, что по результатам декодирования слов помехоустойчивого кода оценивают также распределение вероятностей длины пакетов ошибок различной кратности, получают интегральное распределение вероятностей длины пакетов ошибок и определяют начальное значение глубины перемежения, равное длине пакета ошибок, интегральное распределение вероятностей длины которого превышает заданную вероятность доведения сообщения. При этом распределение вероятностей длины пакетов ошибок различной кратности определяют по распределению вероятностей длины неискаженных интервалов в словах помехоустойчивого кода, зависимость между распределением вероятностей длины неискаженных интервалов в словах помехоустойчивого кода и начальным значением глубины перемежения вычисляют заранее на стадии проектирования системы связи. Причем распределение вероятностей длины неискаженных интервалов в словах помехоустойчивого кода оценивается коэффициентом ошибок и коэффициентом группирования ошибок в канале связи, а заранее вычисленную зависимость между коэффициентом ошибок и коэффициентом группирования ошибок в канале связи и начальным значением глубины перемежения представляют в виде таблицы преобразования, записанной в запоминающем устройстве на приемной стороне системы связи.To achieve the goal, a method is proposed for interleaving information in communication channels with grouping of errors, in which, on the transmitting side of the communication system, the word characters of the error-correcting code are interleaved with a certain value of the interleaving depth, and an information packet composed of symbols of several words of the error-correcting code is transmitted to the communication channel. On the receiving side of the communication system, the symbols of the received information packet are de-interleaved and the error-correcting code words are received, which are decoded with error detection and correction. According to the results of decoding the words of the error-correcting code, the quality of the communication channel is monitored and the number of errors in the words of the error-correcting code of the received information packet is estimated taking into account the erasures and transformations of the words of the error-correcting code. Then, the error probability distribution in the words of the error-correcting code is compared with the error probability distribution of the binomial distribution law, and depending on the comparison results, the value of the interleaving depth is corrected, which is then brought to the transmitting side of the communication system via the feedback channel. What is new is that, according to the results of decoding error-correcting code words, the probability distribution of the length of error packets of various multiplicity is also estimated, the integral probability distribution of the length of error packets is obtained, and the initial value of the interleaving depth is set equal to the length of the error packet whose integral probability distribution of length exceeds a given probability of message delivery . In this case, the probability distribution of the length of error packets of various multiplicities is determined by the probability distribution of the length of the undistorted intervals in the words of the error-correcting code, the relationship between the probability distribution of the length of the undistorted intervals in the words of the error-correcting code and the initial value of the interleaving depth is calculated in advance at the design stage of the communication system. Moreover, the probability distribution of the length of the undistorted intervals in the words of the error-correcting code is estimated by the error coefficient and the error grouping coefficient in the communication channel, and the pre-calculated relationship between the error coefficient and the error grouping coefficient in the communication channel and the initial value of the interleaving depth is presented in the form of a conversion table recorded in the storage device on the receiving side of the communication system.
Предлагаемый способ адаптивного перемежения информации в каналах связи с группированием ошибок реализуется следующим образом.The proposed method for adaptive interleaving of information in communication channels with grouping of errors is implemented as follows.
На передающей стороне системы связи сначала формируют слова помехоустойчивого кода. В результате кодирования информации получают слова помехоустойчивого кода (n, k), информационная длина которого равна k, а блоковая - n символов.On the transmitting side of the communication system, the words of the error-correcting code are first formed. As a result of encoding information, the words of the error-correcting code (n, k) are obtained, the information length of which is equal to k, and the block length is n characters.
Далее с некоторым значением глубины перемежения осуществляют перемежение символов слов помехоустойчивого кода и получают информационный пакет из символов нескольких слов кода. В начале работы системы связи значение глубины перемежения выбирают, например, исходя из предыдущего опыта работы системы, а в дальнейшем значение глубины перемежения получают по обратному каналу связи.Further, with a certain value of the depth of interleaving, the word characters of the error-correcting code are interleaved and an information packet is obtained from the characters of several code words. At the beginning of the operation of the communication system, the value of the interleaving depth is selected, for example, based on previous experience of the system, and subsequently, the value of the interleaving depth is obtained via the reverse communication channel.
Затем символы кода, входящие в информационный пакет, преобразуют в сигнал и передают в канал связи. В канале связи возможно искажение передаваемого сигнала, которые могут привести к тому, что на приемной стороне канала связи некоторые символы будут приняты с ошибками.Then, the code symbols included in the information packet are converted into a signal and transmitted to the communication channel. In the communication channel, the transmitted signal may be distorted, which may lead to the fact that some symbols will be received with errors on the receiving side of the communication channel.
На приемной стороне сначала осуществляют прием символов информационного пакета. Далее осуществляют деперемежение символов информационного пакета. В результате получают слова помехоустойчивого кода, входящие в информационный пакет.At the receiving side, the symbols of the information packet are first received. Then carry out the deinterleaving of the symbols of the information package. As a result, the error-correcting code words included in the information package are obtained.
Выбор значения глубины перемежения символов помехоустойчивого кода существенно влияет на результаты приема сообщения. При излишне большом значении глубины перемежения временная задержка приема сообщения может превысить допустимую для системы связи величину, а при недостаточной величине значения глубины перемежения ошибки могут неравномерно распределиться между словами помехоустойчивого кода. Количество ошибок в некоторых словах помехоустойчивого кода может превысить его корректирующую способность, что приведет к неприему сообщения.The choice of the value of the depth of alternation of symbols of the error-correcting code significantly affects the results of receiving a message. With an excessively large value of the interleaving depth, the time delay in receiving a message can exceed the value admissible for the communication system, and with an insufficient value, the values of the interleaving depth can be unevenly distributed between the words of the error-correcting code. The number of errors in some words of the error-correcting code may exceed its corrective ability, which will lead to the rejection of the message.
Выбор значения глубины перемежения выполняют на приемной стороне системы связи в два этапа. На первом этапе выбирают приближенное значение глубины перемежения символов помехоустойчивого кода. Для этого при декодировании слов помехоустойчивого кода подсчитывают количество неискаженных интервалов R(m,0) длины т в принятых словах помехоустойчивого кода для каждого m=1, 2, …, n. Распределение вероятности длины неискаженных интервалов в словах помехоустойчивого кода оценивают выражениемThe choice of the value of the depth of interleaving is performed on the receiving side of the communication system in two stages. At the first stage, the approximate value of the interleaving depth of the error-correcting code symbols is selected. For this, when decoding the words of the error-correcting code, the number of undistorted intervals R (m, 0) of length m in the received words of the error-correcting code for each m = 1, 2, ..., n is counted. The probability distribution of the length of the undistorted intervals in the words of the error-correcting code is estimated by the expression
где n(m) - общее число интервалов длины m.where n (m) is the total number of intervals of length m.
Вероятность неискаженного интервала длины m связана с коэффициентом ошибок р и коэффициентом группирования а в канале связи следующим соотношениемThe probability of an undistorted interval of length m is related to the error coefficient p and the grouping coefficient a in the communication channel by the following relation
что позволяет определить коэффициент группирования а и коэффициента ошибок р канала связиwhich makes it possible to determine the grouping coefficient a and the error coefficient p of the communication channel
где m1 и m2 длины неискаженных интервалов (m2>m1).where m 1 and m 2 are the lengths of undistorted intervals (m 2 > m 1 ).
Через длины неискаженных интервалов с помощью рекуррентных соотношений выражают распределение длины пакетов ошибокThrough the lengths of undistorted intervals using recurrence relations express the distribution of the length of the error packets
…...
Соотношения (2)…(5) задают соотношения, которые позволяют выразить в численном виде зависимость вероятностей пакетов ошибок длины m в канале связи от вероятностей неискаженных интервалов различной длины, а значит от коэффициента группирования а и коэффициента ошибок р.Relations (2) ... (5) specify relations that allow us to express in numerical form the dependence of the probabilities of error packets of length m in the communication channel on the probabilities of undistorted intervals of different lengths, and hence on the grouping coefficient a and the error coefficient p.
Для сокращения вычислений на стадии эксплуатации системы связи целесообразно на стадии проектирования системы, заранее, рассчитать функциональную зависимость вероятности длины пакетов ошибок m от характеристик канала р и а To reduce the calculations at the operational stage of the communication system, it is advisable at the design stage of the system to calculate in advance the functional dependence of the probability of the length of the error packets m on the characteristics of the channel p and a
где 1m - последовательность ошибок длины m.where 1 m is a sequence of errors of length m.
На стадии эксплуатации системы связи эту зависимость в численном виде, например в виде таблицы, записанной в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) системы, используют для быстрого определения распределения вероятностей длин пакетов ошибок. При этом в качестве входных адресов таблицы используют значения m, р и а, а на выходе таблицы получают вероятность пакета ошибок p(1m). Начальное значение глубины перемежения h выбирают равным наименьшей длине пакета, интегральное распределение вероятностей длин которого превосходит заданную вероятность доведения сообщенияAt the stage of operation of the communication system, this dependence in numerical form, for example, in the form of a table recorded in the system’s read-only memory (ROM), is used to quickly determine the probability distribution of the lengths of error packets. Thus as the input address table using values m, p and a, a receive packet error probability p (1 m) at the output of the table. The initial value of the interleaving depth h is chosen equal to the smallest packet length, the cumulative probability distribution of the lengths of which exceeds the predetermined probability of bringing the message
Последовательность операций этапа выбора начального приближенного значения глубины перемежения h будет следующей:The sequence of operations of the selection stage of the initial approximate value of the interleaving depth h will be as follows:
1. По результатам декодирования помехоустойчивого кода рассчитать распределение вероятностей длины неискаженных интервалов в словах помехоустойчивого кода по формуле (1).1. Based on the results of decoding the error-correcting code, calculate the probability distribution of the length of the undistorted intervals in the words of the error-correcting code by the formula (1).
2. Вычислить коэффициент ошибок и группирования в канале связи по формулам (3) и (4).2. Calculate the error rate and grouping in the communication channel according to formulas (3) and (4).
3. Определить распределение вероятностей длины пакетов ошибок по таблице, соответствующей соотношению (6).3. Determine the probability distribution of the length of the error packets from the table corresponding to the relation (6).
4. Рассчитать значение глубины перемежения h по формуле (7).4. Calculate the value of the depth of alternation h according to the formula (7).
Вычисления по пунктам 1-4 выполняют на основе ограниченной по объему статистики ошибок канала связи, а используемая при этом модель канала может отличаться от реального канала связи, поэтому полученное значение глубины перемежения может иметь погрешность. В связи с этим на втором этапе выбора значения глубины перемежения выполняют дополнительную коррекцию приближенного значения глубины перемежения h.The calculations in paragraphs 1-4 are performed on the basis of the limited statistics on the error of the communication channel, and the channel model used in this case may differ from the real communication channel, so the obtained value of the interleaving depth may have an error. In this regard, at the second stage of the selection, the values of the interleaving depth perform additional correction of the approximate value of the interleaving depth h.
Для этого оценивают величину отклонения распределения вероятностей ошибок в словах кода от биномиального распределения вероятностей, соответствующего независимому распределению ошибок в словах кода. При декодировании слов помехоустойчивого кода определяют количество ошибок в каждом слове кода с учетом приближенной оценки числа ошибок в стертых и трансформированных словах помехоустойчивого кода. Суммарное количество z ошибок во всех h словах помехоустойчивого кода можно оценить выражениемFor this, the deviation of the probability distribution of errors in the code words from the binomial probability distribution corresponding to the independent error distribution in the code words is estimated. When decoding the words of the error-correcting code, the number of errors in each word of the code is determined taking into account an approximate estimate of the number of errors in the erased and transformed words of the error-correcting code. The total number of z errors in all h words of the error-correcting code can be estimated by the expression
где d - минимальное кодовое расстояние помехоустойчивого кода,where d is the minimum code distance of the error-correcting code,
F(i) - количество правильно принятых слов кода с i ошибками,F (i) - the number of correctly received code words with i errors,
S - количество стертых слов кода,S is the number of erased words of the code,
r(i) - количество трансформированных слов кода с i ошибками,r (i) is the number of transformed code words with i errors,
Оценка для средней вероятности ошибок в словах помехоустойчивого кода запишется в видеThe estimate for the average probability of errors in the words of the error-correcting code is written as
где N - количество символов в принятом информационном пакете из h - слов кода N=n·h.where N is the number of characters in the received information packet of h - words of the code N = n · h.
Применение перемежения целесообразно, если среднее число ошибок е в словах кода не превышает корректирующую способность кода t (e≤t).The use of interleaving is advisable if the average number of errors e in the code words does not exceed the corrective ability of the code t (e≤t).
Дополнительная коррекция значения глубины перемежения необходима, если ошибки в словах помехоустойчивого кода отклоняются от независимого или биномиального распределения вероятностей. Это можно определить сравнением распределения ошибок в словах кода с биномиальным распределением вероятностей, которое соответствует независимому распределению ошибок. Мера отклонения количества ошибок в словах кода от среднего числа ошибок в словах кода (выборочная дисперсия числа ошибок в словах кода), выражается формулойAdditional correction of the value of the interleaving depth is necessary if the errors in the words of the error-correcting code deviate from the independent or binomial probability distribution. This can be determined by comparing the error distribution in the code words with the binomial probability distribution, which corresponds to an independent error distribution. The measure of the deviation of the number of errors in code words from the average number of errors in code words (selective variance of the number of errors in code words) is expressed by the formula
Оценка дисперсии биномиального распределения равнаThe variance estimate of the binomial distribution is
При величине выборочной дисперсии, превышающей оценку дисперсии биномиального распределения φ≤δ, значение глубины перемежения следует увеличить, в противном случае - оставить без изменения или уменьшить.When the value of the sample variance exceeds the variance estimate of the binomial distribution φ≤δ, the value of the interleaving depth should be increased, otherwise it should be left unchanged or reduced.
Коррекцию значения глубины перемежения h осуществляют с помощью рекуррентной процедуры, при этом после приема очередного информационного пакета коррекцию прежнего значения глубины перемежения выполняют в зависимости от результатов приема слов помехоустойчивого кода данного информационного пакета. В результате коррекции глубины перемежения выбирают минимальное значение глубины перемежения, при котором выборочная дисперсия приближается с заданной погрешностью к дисперсии биномиального распределения. Для этого после приема каждого информационного пакета, состоящего из h слов помехоустойчивого кода, по формуле (10) вычисляют оценку выборочной дисперсии φ распределения ошибок в словах помехоустойчивого кода информационного пакета. После этого по формуле (11) оценивают дисперсию δ биномиального закона распределения, соответствующую средней вероятности ошибки на бит в словах последнего принятого информационного пакета.The correction of the value of the interleaving depth h is carried out using a recursive procedure, and after receiving the next information packet, the correction of the previous value of the interleaving depth is performed depending on the results of receiving the words of the error-correcting code of this information packet. As a result of the correction of the interleaving depth, the minimum value of the interleaving depth is selected at which the sample variance approaches the dispersion of the binomial distribution with a given error. To do this, after receiving each information packet consisting of h words of the error-correcting code, the estimate of the sample variance φ of the error distribution in the words of the error-correcting code of the information packet is calculated by formula (10). After that, the variance δ of the binomial distribution law corresponding to the average probability of error per bit in the words of the last received information packet is estimated by formula (11).
При правильно выбранном значении глубины перемежения количество ошибок в словах помехоустойчивого кода последнего информационного пакета должно незначительно отклоняться от среднего числа е ошибок в канале связи, например, по сравнению с аналогичным отклонением для биномиального закона распределения.With a correctly chosen value of the depth of interleaving, the number of errors in the words of the error-correcting code of the last information packet should slightly deviate from the average number e of errors in the communication channel, for example, compared with a similar deviation for the binomial distribution law.
Сравнивая выборочную дисперсию количества ошибок в словах помехоустойчивого кода последнего информационного пакета с дисперсией биномиального закона распределения, корректируем значение глубины перемежения. Правило коррекции значения глубины перемежения h запишется в видеComparing the sample variance of the number of errors in the words of the error-correcting code of the last information packet with the variance of the binomial distribution law, we correct the value of the interleaving depth. The rule for correcting the value of the interleaving depth h is written as
где ω - пороговое значение, с которого начинается регулирование значения глубины перемежения,where ω is the threshold value from which the regulation of the value of the interleaving depth begins,
λ - коэффициент пропорциональности, определяющий скорость регулирования,λ is the coefficient of proportionality that determines the speed of regulation,
h0 - начальное значение глубины перемежения,h 0 - the initial value of the depth of alternation,
h1 - начальное значение глубины перемежения,h 1 - the initial value of the depth of alternation,
Выбор величины коэффициентов ω, λ имеет немаловажное значение при реализации метода. Эти коэффициенты определяют динамику регулирования значения глубины перемежения (соотношение между предисторией процесса и текущим состоянием). Величины коэффициентов ω, λ, в свою очередь, могут корректироваться в процессе сеанса связи в зависимости от результата декодирования слов помехоустойчивого кода принятого информационного пакета.The choice of the magnitude of the coefficients ω, λ is of no small importance in the implementation of the method. These coefficients determine the dynamics of regulation of the value of the interleaving depth (the ratio between the process prehistory and the current state). The values of the coefficients ω, λ, in turn, can be adjusted during the communication session, depending on the result of decoding the words of the error-correcting code of the received information packet.
Пример. В нестационарном канале связи с группированием ошибок сообщения передают с помощью помехоустойчивого кода Боуза-Чоудхури-Хоквингема (31, 16) (БЧХ-коды) с минимальным кодовым расстоянием, равным 7. Декодирование помехоустойчивого кода осуществляют с исправлением тройных ошибок, а ошибки большей кратности приводят к стиранию или трансформации слов кода. При передаче информационного пакета, состоящего из 26 слов двоичного помехоустойчивого кода БЧХ (31, 16), было получено 15 слов помехоустойчивого кода без исправления ошибок, 7 слов - с исправлением одиночных ошибок, 2 слова - с исправлением двойных ошибок, 1 - слово с исправлением тройных ошибок и 1 слово было стерто.Example. In a non-stationary communication channel with error grouping, messages are transmitted using the Bose-Chowdhury-Hockingham error-correcting code (31, 16) (BCH codes) with a minimum code distance of 7. Decoding the error-correcting code is carried out with the correction of triple errors, and errors of higher multiplicity result erasing or transforming code words. When transmitting an information package consisting of 26 words of the binary error-correcting code of the BCH (31, 16), 15 words of the error-correcting code were received without error correction, 7 words - with correction of single errors, 2 words - with correction of double errors, 1 - word with correction triple errors and 1 word was erased.
Сначала вычисляем приближенное значение глубины перемежения. Предположим, что значение h, при котором впервые начинает выполняться условие (7), равно 26.First, we calculate the approximate value of the depth of alternation. Suppose that the value of h at which condition (7) first begins to hold is 26.
Затем, для уточнения этого значения сравним распределение ошибок в словах принятого информационного пакета с распределением ошибок при биномиальном распределении. Оценка среднего числа ошибок в словах кода по результатам приема последнего информационного пакета по формуле (9) равна 0.692. Оценка средней вероятности ошибки на бит равна 0.022. Выборочная дисперсия количества ошибок в словах кода по формуле (10) будет равна 1.101, а дисперсия биномиального распределения по формуле (11) равна 0.667. Для значения коэффициентов ω=δ/10=0.0667, λ=3·δ=2, по формуле (12) получим новое значения глубины перемежения h=25.Then, to clarify this value, we compare the distribution of errors in the words of the received information package with the distribution of errors in the binomial distribution. The estimate of the average number of errors in the words of the code based on the results of receiving the last information packet by formula (9) is 0.692. The estimate of the average probability of error per bit is 0.022. The sample variance of the number of errors in the code words according to formula (10) will be equal to 1.101, and the variance of the binomial distribution according to formula (11) will be 0.667. For the value of the coefficients ω = δ / 10 = 0.0667, λ = 3 · δ = 2, by formula (12) we obtain a new value for the interleaving depth h = 25.
Новое значение глубины перемежения доводят до передающей стороны системы связи, осуществляют перемежение символов слов кода, получают информационный пакет и передают его в канал связи.The new value of the depth of interleaving is brought to the transmitting side of the communication system, interleaving the symbols of the code words, receiving the information packet and transmitting it to the communication channel.
В предлагаемом способе изменение значения глубины перемежения осуществляется в два этапа (двухконтурная схема адаптивного управления). Сначала определяют приближенное значение глубины перемежения, а затем оно уточняется. В отличие от прототипа выбор значения глубины перемежения осуществляется за существенно меньшее число сеансов передачи информационных пакетов, благодаря чему обеспечивается более точный и быстрый выбор минимального значения глубины перемежения, обеспечивающего равномерное распределение ошибок в словах помехоустойчивого кода.In the proposed method, the change in the value of the depth of alternation is carried out in two stages (two-circuit adaptive control circuit). First determine the approximate value of the depth of alternation, and then it is refined. Unlike the prototype, the choice of the value of the depth of interleaving is carried out for a significantly smaller number of transmission sessions of information packets, which ensures a more accurate and faster choice of the minimum value of the depth of interleaving, which ensures uniform distribution of errors in the words of the error-correcting code.
Достигаемым техническим результатом предлагаемого способа передачи информации с использованием адаптивного перемежения является повышение точности установления значения глубины перемежения, а значит более высокая вероятность доведения сообщений и сокращение времени задержки приема информации.Achievable technical result of the proposed method for transmitting information using adaptive interleaving is to increase the accuracy of establishing the value of the depth of interleaving, which means a higher probability of delivering messages and reducing the time delay in receiving information.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009137678/09A RU2428800C2 (en) | 2009-10-12 | 2009-10-12 | Method of adaptive interleaving of information in communication channels with grouping of errors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009137678/09A RU2428800C2 (en) | 2009-10-12 | 2009-10-12 | Method of adaptive interleaving of information in communication channels with grouping of errors |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009137678A RU2009137678A (en) | 2011-04-20 |
| RU2428800C2 true RU2428800C2 (en) | 2011-09-10 |
Family
ID=44050932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009137678/09A RU2428800C2 (en) | 2009-10-12 | 2009-10-12 | Method of adaptive interleaving of information in communication channels with grouping of errors |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2428800C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2563058C1 (en) * | 2014-05-05 | 2015-09-20 | Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Adaptive noiseless coding method |
-
2009
- 2009-10-12 RU RU2009137678/09A patent/RU2428800C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2563058C1 (en) * | 2014-05-05 | 2015-09-20 | Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Adaptive noiseless coding method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009137678A (en) | 2011-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2265960C2 (en) | Method for transferring information with use of adaptive alternation | |
| US7231577B2 (en) | Soft information scaling for iterative decoding | |
| CN100407716C (en) | Method and apparatus for combined soft-decision based on interference cancellation and decoding | |
| EP1170870A1 (en) | Turbo decoder | |
| NO328894B1 (en) | Setting of setpoint for power control in a network | |
| US10784899B2 (en) | Method and apparatus for determining scaling factors in fixed-point decoder | |
| CN106130687B (en) | Polar code puncturing method based on decoding bit reliability under fading channel | |
| CN112600647B (en) | Multi-hop wireless network transmission method based on network coding endurance | |
| CN104202271A (en) | Iterative equalization method based on survivor path-by-survivor path processing in direct sequence spread spectrum communication | |
| RU2375824C2 (en) | Method of adaptive noiseless coding | |
| RU2428800C2 (en) | Method of adaptive interleaving of information in communication channels with grouping of errors | |
| CN109194336B (en) | Method, system and device for coding and decoding cascade Spinal code | |
| WO2021252706A1 (en) | A concept for a preamble for a point to multipoint network | |
| RU2295196C1 (en) | Communication channel quality control method | |
| Hsu et al. | Instantaneous feedback-based opportunistic symbol length adaptation for reliable communication | |
| US7055102B2 (en) | Turbo decoder using parallel processing | |
| RU2725699C1 (en) | Method for soft decoding of noise-immune code | |
| RU2380836C1 (en) | Method for communication channel quality control | |
| RU2331987C1 (en) | Method of adaptive equalisation of messages transfer parameters | |
| Milner et al. | Analysis and compensation of packet loss in distributed speech recognition using interleaving. | |
| RU2251814C1 (en) | Method for transmitting information with use of adaptive interference-resistant encoding | |
| RU2276837C1 (en) | Method for transferring information using adaptive interference-resistive encoding | |
| RU2299515C1 (en) | Data transfer process using adaptive noise-immune coding | |
| CN112737735A (en) | Polarization coding method and system of visible light communication channel based on polarization weight | |
| CN112332866A (en) | Method for identifying cascade code parameters based on DVB-S and DVB-S2 signals |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121013 |