کدینگ

صفحه 1:


صفحه 2:
Guard Interval Insertion (QAM & OFDND)Modatator Frame [JAdapiation >] OFDM ion TPS ‘Signals Mapper neon: Ceyend Dohrn Re fone: ‎F]‏ سا ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‏اسم ‏7 07 ‎Outer Outer Tees‏ ‎Coder PU] mecieaver Pl] Coder‏ سم جعدوم > ‎Quer 11 Owes 14 toner ۸‏ ۱ ۲ له ‎Coder FT imeresver‏ ۳ ‎in 1‏ 1 ‎Ramana ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‏7 ‏امهم أ د ‎Prengy‏ ]18 ‎Dispersal ‎© MUR ‏ماه ال تسد‎ ‏هه‎ 71 ergy ‏ال ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 3:
Coding ‏کدینگ‎ مواردی که بطور خلاصه از کدینگ(چه در بخش کدینگ منبع و چه در سایر موارد کدینگ) مد نظر است را میتوان بقرار زبر بیان نمود: 0 کاهش حجم اطلاعات پیام 0 داشتن تضمینی برصحت عملیات آشکارسازی 0 ایمن سازی و کنترل دسترسی 6۳۷۵09۲3۴۷ البته بدیهی است در اجراء هر هدفی. مواردي هم وجود دارد که شاید در نگاه اول مهندسی هم بنظر نرسند لیکن توجه به آنها ضروری است که مهمترین آنها بقرار زیر است: 0 توجه به استفاده بهینه از زمان. هزینه 0 تضمین صحت انتقال با حفظ سرعت انتقال قبول نرخ بیت انجام گیرد. 

صفحه 4:
Channel Coding (1) Jus ‏کدینگ‎ هماتطوريكه ميدانيم ‎IE US‏ از هر کون ‎=a‏ عوارض داشته باشیم و همچنین گیرنده ائی با توان تشخيص كاملا درست بیتهای دریافتی, عملا آنچه ۰۹۹۵9۵ ۰07 ارسال میشود. توسط گیرنده بازشناسی خواهد گردید. ولی همانطور که میدانیم وجود عوارض یکی متعدد ‏ متنوع در کانالهای ار متنوع ینگ نات متسب وتاب با هر عارشه و كال خلق ‎Som‏ ‏و اراب © 0ه 

صفحه 5:
Channel Coding (2) Jus ‏کدینگ‎ بعنوان یک اصل, برای تمام روشهای کدینگ با افزودن یکسری بیت هایی . با افزایش افزونگی ۷ نرخ بیتهای خطا کاهش می یابد. Transmitter Receiver ‏مقصد‎ 111 1111011[ 11011 

صفحه 6:
کدینگ کانال (3) 06۵01۴9 6۱۵۴8۳۵۱ بطور کلی دو شیوه بمنظور کدینگ کانال امروزه, بقرار زیر اجراء می گردد: ۰ کبینگیسا نسگاه به عقیا ۵0۱۷۵5۴ ۳۵6۵۵۵۲ ۸۵۵۱6 ‎١‏ ک دینگمبتنوبر تصحیح مستقیم با 60۲۲۵6۷۲۵۷ 6۲۲۵۲ ۴۵۲۷۷۵۲۵ که خود بسه سه دسته کدینگک‌انولوشتلاو کدینگیسلوکیو ۱۱۲6۵۲۱6۵۵۷۳9 ](بسهم 

صفحه 7:
کدبنگ کانال بروش مستقیم ‎FEC‏ این روش از تکنیک کدینگ مبتنی بر استفاده از کدهای کنترل کننده خطاء بهره میبرد. چنین روشهایی با بهره گیری از اصل افزونگی اطلاعات(وارد ساختن بیتها و اطلاعات اضافه بر جریان اصلی داده ها) که اصطلاحا ۲6/۱۲۱۵106۷ گفته میشود به سیستمهای مخابراتی | امکان را میدهد تا در مقصد بتوانند در وهله نخست "خطاء را آشکار" نموده و سپس "تصحیح خطاء" را در گام بعدی اجراء نمایند. 

صفحه 8:
انواع روشهای کدینگ ‎FEC‏ سه نوع کدینگ مستقیم یا 6 در سیستمهای مخابراتی اجراء میگردد. که ذیلا بطورمختصر معرفی میکنیم: :Block 6006 ‏روش‎ این متد بلوکهای 10 بیتی ایجاد می کند. بدین ترتیب که با گرفتن هر > بیت از دنباله ارسالی اصلاعات اصلی و افزودن 0-۷ ‎(redundant bit)astsl cy‏ به آنها بلوکهای کدی جدیدی با شناسه (۲0,1) ایجاد میکنند. که اصطلاحا نسبت 6/۲ را با *] نمایش و 8۵6 0016 معرفی مینمایند. : Convolutional Codes ,;5, کدهای تولیدی بروش کانولوشنال بر سه دسته بیت استوارند. بطوریکه یک کدر کانولوشنال در هر لحظه >] بیت اطلاعات را به 80 بیت تبدیل می کند. و اين دنباله نهایی تولیدی ضمن اینکه به۴ بیت اصلی وابسته است . به ۲0 بیت قبلی آنها نیز طبق ضابطه ائی وابسته بوده و بهمین خاطر به این 110 بیت. حافظه انکدر گفته ميشوند. نرخ کد انکدر کانولوشنال در اینجا نیز با 51/0 تعریف می گردد. روش 1۴۱66۲۱۵۷۱۲۱9 

صفحه 9:
روش 006 8۱061 از کدینگ (1) ۳۴6 در شکل زیر عملکرد فرستنده و گیرنده بهمراه کدر و دیکدر ۴۴ را به تصویر کشیده. یک انکدر ]۴ بزبان ساده هر بلوک کد 6 بیتی را به یک بلوک 0 بیتی نگاشت می کند. ania Correctable Fe | error, evoderf — -ecror indication detectable but not correctable, ransmitte} | Receiver | 

صفحه 10:
‘Block Code ‏انواع روشهای‎ 

صفحه 11:
Repetition Coding ‏کدینگ‎ یکی از ساده ترین روشهای کدینگ ‎Repeat Onde‏ ميباشد كه بزبان ساده بقرار زير ارسال: 0-60 0-00 :دريافت و تصميم كيرى كيرنده در خصوص كد دريافتى دجار خطا 0 + 000 ,000 ,606 ,000 0 + 000 ,000 ,0000 ,000 

صفحه 12:
Hamming Coding(1) ‏کدینگ‎ یکی از شیوه های کدینگ ]۴ به آلگوریتم ۳۱8۲۲۱۳0 معروف است. در این روش هر كد واه © با ضرب در یک ماتریس بنام ماتریس مولدة6) (۳۵۲۱ 66۳6۲۵:۵۳) کد واژه جدید > اثی تولید ميشود. در مثال زیر کد واژه [۰۱۱۰] پس از ورود به انکدر تبدیل به کدواژه ۷تایی [۰۱۱۰۱۱۰] شده است. 1 ۵ 0 ۱۱ 1 1 c=d.G é 0 1 0 0 1 0 0 ۱ 0۱۱ 0 1 0 0 ٩ ۱۱۱ ۱ 1 0 0 0 ۱ ۱ 1 9 ۱ 0 0 0 11 c=[0 11 0 ناسيك 0ن 0 0 

صفحه 13:
Hamming Coding(2) cs os روش 2.9 ‎Hamming‏ )5 بر اساس همان آلگوربتم ضرب ماتریسی انجام میشود. منتهی اینجا ماتریسی که باید ضرب شود متفاوت است؛: 

صفحه 14:
چیدمان تجهیزات کدینگ در ۱۱8-۲ Inner Interleaver mond es ‘Reed Solomon oe Coder MUX MPEG2 | Adaptation, Outer Outer Inner Ts Energy Coder PP] interleaver |] Coder Dispersal PETE eS peep ee; MPEG2! Adaptation! Quter ‏لا‎ Outer 1! Inner 1] Ts Energy (1 Coder i Imerleaver74 Coder ۲ ۱ 

صفحه 15:
روش کدینگ ‎Reed-Solomon‏ در فرستنده های 0۷8-۲ قبل از اينكه بسته های 188101665 به مدولاتور ‎QAM‏ ‏جهت انجام مالتی پلکس 60۴0۷: ابتدا بمنظور اطمینان از اینکه داده ها بطور يك رشته كاملا با احتمال بيت ۷/2 آرایش پابند توسط یک اسکرمبلر. که یک ژنراتور دنباله باینری شبه تصادفی (۹5) است. رندومایز شده و سپس توسط شیوه کدینگ بلوکی بنام 8660-5010۳00 با ۱۶ بایت ۳۵۲3۴۷ اضافه. یک بسته 5 را تحویل مدولاتور 

صفحه 16:
روش کدینگ کانولوشنال برای ایجاد کد کانولوشنال ۴0 حافظه رجیستر بهمراه 0 جمع کنندة ‎modulo-2‏ ‏است که نهایتا اين مجموعه کد نهایی را اب mod2 (u; + up + 2) mod2 ) ‏من‎ + ux) mod2 (u; + 02) 

صفحه 17:
روش کدینگ کانولوشنال در (8-۲)1 ۷ در فرستنده ]-01۷0 پس از کدینگ بروش 8660-5010160 که بنام روش کدینگ خارجی معرفی شد برای حفاظت بیشتر انجام میگیرد بنام کدینگ داخلی بیان و بر اساس کدهای کانولوشنال اجرا میگردد.دراین فرآیند به ازای هر بیت ورودی دو بیت در خروجی ظاهر و بعبارتی 6006 برابر 72 است. با فر آیند دیگری بنام پا امکان این وجود دارد که کمتر از دو بیت بازای هر بیت ورودی تولید و بزبان دیگر امکان دستیابی به کدریت های بالاتر ۳ تحقق یاید. Motil ton XOuput (G,= 17! Oval) Date Inpat| rae Delay | ۳1 Delay Youur Modulo-2 addition ma Figure 6: The mother convolutional code of rate 1/2 

صفحه 18:
روش کدینگ کانولوشنال در (8-۲)2 0۷ Inner Coder 5 PY] Puncturing |: Convolutional Inner ‏ممعم اماد تم اه‎ |] ¥} serial output |? Figure 6: Inner coding and interleaving 

صفحه 19:
روش دبکدبنگ کانولوشنال در ۲0۷/5-۲(آلگوریتم ‎(Viterbi‏ الگوریتم های زیادی برای کد گشایی از کدهای کانولوشنال وجود دارد که الگوریتم ویتربی یکی از متداولترین روشها است. اين شيوه از الگوریتم کدگشایی به روش بیشترین تشابه استفاده می کند. که با دریافت خروجی کانال. نمودار ترلیس را برای یافتن مسیری که در تولید رشته دریافتی از همه محتمل تر است جستجو کند(صفحه۴۳۴سیستمهای مخابراتی به کمک ‎(MATLAB‏ 

صفحه 20:
Interleaving ‏روش‎ برای شرایط سخت کانال نظیر امکان فیدینگ تکنیک اینترلیوینگ در کنار دو روش مطروحة کدینگ بسیار کارساز خواهد بود. در صورت وجود بیدینگ امکان تحقق خطا های 81۲5۴](توده ائی) بسیار است. که با بهم ریزی تعمدی و منطقی بیتها میتوان خطاهای 8۱۸۲5۴ را در کل استریم توزیع نمود. البته تنها معزل اینکار تحمیل یک تاخیر دیگر به لینک خواهد بود. در شکل زیر مثالی از اینترلیوینگ ارایه شده است: 86086۷60 ۱۱6۲۱6۵۷6۵ ۵918:1 0 0 01 1101011100۷06 1 1 1000111 0101110 0011001 1 001011110110 0 1 0 0 1 :واه 8600۵۷66۵ Block deinterleaving 

صفحه 21:
DVB-T ,oInterleaving |,>| 7 FIFO shit reise / nner nereaver Outer Deinterleaver Syne byte always passes through branch 0 Figure 4: Conceptual diagram of the outer interleaver and deinterleaver 

صفحه 22:
محاسبات روش کدینگ ۴۴6 نرخ بیت کدر ‎yp FEC‏ ال در گسترة ۱/۲ تا ۷/۸ قرار دارد و لذا هميشه نرخ بي خروجی انکدر بیشتر خواهد بود. با توجه به انجام دو کدینگ کانال نهایتا نرخ بیتی که در کانال مخابراتی جریان خواهد یافت برابرست باد ‎Sal = DR/ (m xCRV XCA’s)‏ ‎SR = Symbol Rate‏ DR = Data Rate CRv = Viterbi forward error correction (FEC) Code Rate. Eg. 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8 CRrs = Reed Soloman forward error correction (FEC) Code Rate. Eg. 188/204 mM = modulation factor (transmission. fate bits per symbol). BPSK=1, QPSK=2, 8PSK=3 etc... 

صفحه 23:
نکات کلیدی اندازه گیری های مبتنی بر کدینگ لینک ماهواره بعنوان یک قانون کلی میتوان دو رویکرد را در خصوص انتخاب شیوه مدولاسیون و نوع کدینگ ‎Rate cur j!‏ ©6001 را ملاحظه نمود: نچه "پهنای باند" مساله اصلی باشد: توصیه میشود از کدینگ ۴6 با نرخ بالاتر(۱/۲با ۲۱۳) ن تر استفاده نمود. باشد: توصیه میشود از کدینگ ۴8 با نرخ پایین تر(۳۱۴یا ۷/۸) و نیزمدولاسیونهای با مرتبه بالاتر استفاده نمود. نکات اندازه گیری در خصوص 0۷/]8-5](مدولاسیون ‎QPSK‏ اط 3.86185 اطراف کاربر طیف دیجیتال تقریباً همان نرخ سمبل میباشد. پهنای باند محدود به نقاط -12018 تقریبا ۱.۲۸برابر نرخ بیت پهنای باند اشغالی با فاصله بین کاربرها تقریبا ۱.۳۵برابر نرخ بيت است. مثال: برای یک کانال تلویزیونی با نرخ سمبل ۲0/566 27۰51159 پس از مشاهده طیف بترتیب نقاط مختلف طیف بقرار زیر بدست آمده است: Bandwidth = -1 dB 20.9 MHz, -2 dB 24.2 MHz, -3 dB 26.25 MHz, - 3.8 dB 27.5 MHz -4 dB 27.7 MHz, -6 dB 30.3 MHz, -12 dB 35 MHz. . De ‏مس ی‎ 9 

صفحه 24:
پژگیهای روش های کدینگ »۳۶ بان مزایا: این روش زمانی که عملاً خط برگشتی در اختیار نباشد کارساز است. دارا بودن ثبات توان بسبب طراحی دقیق کد واژه های طراحی شده و لذا بازای یک توان ثابت نسبت به سایر روش ها ضمانت رخداد یک نرخ بیت خطای پایین. معایب: تحمیل بار اضافى به خطء افزایش تاخیر ارسال بواسطه بیت های اضافه, توانائی حمل پایین 

صفحه 25:
مقایسه روش های کدینگ ‎FEC‏ " @btk Ovces ‏ساختار دیکدر ساده است.‎ * * برای جاهائیکه 5۸۳ و نیز ۵6 2006 بالاست مناسب ات [8<)2/3 ‎۳٩‏ حط») لمشاممون ۶ * نياز به فضاى ‎(storage space)aisl‏ " مناسب براى شرايطى كه 51018 ونرخ كد يايين است. ‎R<(2/3)‏ ‏* نتایج محاسبات انتقال بیت خيلى شبيه ظرفيت حداكثرى است كه نوسط روابط شانون ارايه شده است. 

صفحه 26:
ARQ Sus . Automatic Repeat Request b Gc 4 oli b Kus ‏مبتنی بر وجود یک مسیر برگشت است و فرمی خاص از دایورسیتی است.‎ ‏بعبار تی به یک معنا "ارسال مجدد ۳6۵۲۵۳5۲1101" داریم و لذا وجود‎ ‏ل دوطرفه ( ۲۲8۵۳۱5۱551010 0۷۵۳۱6 )مورد نیاز است.‎ ب میتوان اینگونه نتیجه گرفت که عملیات تصحیح ۲ 2 ) بر روی سیکنال دریافتی بر اساس برخی دانسته های ارسال مجدد شده توسط فرستنده انجام میگردد. 

صفحه 27:
A typical portable DVB-T receiver The street price of this receiver is 140 € 

بخش هفتم کدینگ Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh Slide 1 Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh 2 کدینگ Coding مواردی که بطور خالصه از کدینگ(چه در بخش کدینگ منبع و چه در سایر موارد کدینگ) مد نظر است را میتوان بقرار زیر بیان نمود: oکاهش 0حجم اطالعات پیام oداشتن تضمینی برصحت عملیات آشکارسازی oایمن سازی و کنترل دسترسی Cryptography البته بدیهی است در اجراء هر هدفی ،مواردی هم وجود دارد که شاید در نگاه اول مهندسی هم بنظر نرسند لیکن توجه به آنها ضروری است که مهمترین آنها بقرار زیر است: oتوجه به استفاده بهینه از زمان ،هزینه oتضمین صحت انتقال با حفظ سرعت انتقال قابل قبول نرخ بیت انجام گیرد. ‏Slide 3 ‏Autor:Seyed Mohammad Reza ‏Razavizadeh کدینگ کانال )Channel Coding (1 همانطوریکه میدانیم اگر کانالی خالی از هر گونه عوارض داشته باشیم و همچنین گیرنده ائی با توان تشخیص کامال درست بیتهای دریافتی ،عمال آنچه ارسال میشود ،توسط گیرنده بازشناسی خواهد گردید ،ولی همانطور که میدانیم وجود عوارض فیزیکی متعدد و متنوع در کانالهای انتشار متنوع نظیر ”نویز“” ،فیدینگ““،تداخل“ “،،دریافت چند مسیره“ و ...ما را بر آن داشته تا حتما لفاف های حفاظتی مناسب و متناسب با هر عارضه و کانالی خلق و ارایه نماییم. ‏Source 0011011100 ‏Modulator ‏Channel ‏Demodulator 0011111100 ‏Sink ‏Slide 4 ‏Autor:Seyed Mohammad Reza ‏Razavizadeh Channel Coding (2) کدینگ کانال با افزایش افزونگی، برای تمام روشهای کدینگ با افزودن یکسری بیت هایی،بعنوان یک اصل . نرخ بیتهای خطا کاهش می یابدRedundancy Transmitter منبع Receiver 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 Channel encoder مقصد Channel Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh Channel decoder Slide 5 کدینگ کانال )Channel Coding (3 بطور کلی دو شیوه بمنظور کدینگ کانال امروزه ،بقرار زیر اجراء می گردد: • :ARQک00دی0نگب00ا ن00گاه 0ب00ه ع0قبی0ا Automatic Repeat Request 0نگ0بتنیب00ر ت00صحیح م0ستقیمی0ا Forward Error Correctionک00ه • :FECک00دی م 0نگ00انولوش0نا0لو ک00دی0نگب00لوک0یو (Interleavingب00هم خ0ود ب00ه س0ه د0س0ته ک00دی ک ب00اف0تگی)ت00قسیمم0یگ00رد0ند. ‏Slide 6 ‏Autor:Seyed Mohammad Reza ‏Razavizadeh کدینگ کانال بروش مستقیم FEC این روش از تکنیک کدینگ مبتنی بر استفاده از کدهای کنترل کننده خطاء بهره میبرد ،چنین روشهایی با بهره گیری از اصل افزونگی اطالعات(وارد ساختن بیتها و اطالعات اضافه بر جریان اصلی داده ها) که اصطالحا redundancyگفته میشود به سیستمهای مخابراتی این امکان را میدهد تا در مقصد بتوانند در وهله نخست ”خطاء را آشکار“ نموده و سپس ”تصحیح خطاء“ را در گام بعدی اجراء نمایند. ‏Slide 7 ‏Autor:Seyed Mohammad Reza ‏Razavizadeh انواع روشهای کدینگ FEC سه نوع کدینگ مستقیم یا FECدر سیستمهای مخابراتی اجراء میگردد ،که ذی ً ال بطورمختصر معرفی میکنیم: روش :Block Code این متد بلوکهای nبیتی ایجاد می کند ،بدین ترتیب که با گرفتن هر kبیت از دنباله ارسالی اصالعات اصلی و افزودن n-kبیت اضافه( )redundant bitبه آنها بلوکهای کدی جدیدی با شناسه ( )n,kایجاد میکنند. که اصطالحا نسبت k/nرا با Rنمایش و Code Rateمعرفی مینمایند. روش : Convolutional Codes کدهای تولیدی بروش کانولوشنال بر سه دسته بیت استوارند ،بطوریکه یک کدر کانولوشنال در هر لحظه kبیت اطالعات را به nبیت تبدیل می کند ،و این دنباله نهایی تولیدی ضمن اینکه به kبیت اصلی وابسته است ،به mبیت قبلی آنها نیز طبق ضابطه ائی وابسته بوده و بهمین خاطر به این mبیت ،حافظه انکدر گفته میشوند. نرخ کد انکدر کانولوشنال در اینجا نیز با R=k/nتعریف می گردد. روش :Interleaving ‏Slide 8 ‏Autor:Seyed Mohammad Reza ‏Razavizadeh روش Block Codeاز کدینگ )FEC (1 در شکل زیر عملکرد فرستنده و گیرنده بهمراه کدر و دیکدر FECرا به تصویر کشیده ،یک انکدر FECبزبان ساده هر بلوک کد kبیتی را به یک بلوک nبیتی نگاشت می کند. ‏Receiver ‏Slide 9 ‏Transmitter ‏Autor:Seyed Mohammad Reza ‏Razavizadeh :Block Code انواع روشهای • • • • repetition codes parity codes Hamming codes cyclic codes Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh 10 کدینگ Repetition Coding یکی از ساده ترین روشهای کدینگ Repeat Codeمیباشد که بزبان ساده بقرار زیر قابل تعریف است: ارسال: 1 111 0000 :دریافت و تصمیم گیری گیرنده در خصوص کد دریافتی دچار خطا 000, 001, 010, 100  000 111, 110, 101, 011  111 ‏Slide 11 ‏Autor:Seyed Mohammad Reza ‏Razavizadeh کدینگ )Hamming Coding(1 یکی از شیوه های کدینگ ،FECبه آلگوریتم Hammingمعروف است ،در این روش هر کد واژه dبا ضرب در یک ماتریس بنام ماتریس مولدG ) (Generation Matrixکد واژه جدید cائی تولید میشود. در مثال زیر کد واژه [ ]0110پس از ورود به انکدر تبدیل به کدواژه7تایی []0110110 شده است. ‏c=d.G ‏Slide 12 ‏Autor:Seyed Mohammad Reza ‏Razavizadeh کدینگ )Hamming Coding(2 روش دیکدینگ Hammingنیز بر اساس همان آلگوریتم ضرب ماتریسی انجام میشود ،منتهی اینجا ماتریسی که باید ضرب شود متفاوت است؛ ‏s = HT. c ‏Slide 13 ‏Autor:Seyed Mohammad Reza ‏Razavizadeh DVB-T چیدمان تجهیزات کدینگ در Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh 14 روش کدینگReed-Solomon در فرستنده های DVB-Tقبل از اینکه بسته های 188bytesبه مدوالتور، QAM جهت انجام مالتی پلکس COFDMتزریق شوند ،ابتدا بمنظور اطمینان از اینکه داده ها بطور یک رشته کامال با احتمال بیت ½ آرایش یابند توسط یک اسکرمبلر ،که یک ژنراتور دنباله باینری شبه تصادفی ( )PBRSاست ،رندومایز شده و سپس توسط شیوه کدینگ بلوکی بنام Reed-Solomonبا 16بایت Parityاضافه ،یک بسته 204bytesرا تحویل مدوالتور 15 ‏Autor:Seyed Mohammad Reza ‏Razavizadeh روش کدینگ کانولوشنال برای ایجاد کد کانولوشنال mحافظه رجیستر بهمراه nجمع کنندۀ modulo-2نیاز است که نهایتا این مجموعه کد نهایی را ایجاد میکند: در این مثال یک بیت ورودی پس از ورود به انکدر بواسطۀ سه حافظه رجیستر سه بیت خروچی را ایجاد میکند. ‏Slide 16 ‏Autor:Seyed Mohammad Reza ‏Razavizadeh روش کدینگ کانولوشنال در )DVB-T(1 در فرستنده dvb-tپس از کدینگ بروش Reed-Solomonکه بنام روش کدینگ خارجی معرفی شد برای حفاظت بیشتر انجام میگیرد بنام کدینگ داخلی بیان و بر اساس کدهای کانولوشنال اجرا میگردد،دراین فرآیند به ازای هر بیت ورودی دو بیت در خروجی ظاهر و بعبارتی code rateبرابر ½ است .با فرآیند دیگری بنام پانچینگ امکان این وجود دارد که کمتر از دو بیت بازای هر بیت ورودی تولید و بزبان دیگر امکان دستیابی به کدریت های باالتر 7/8,5/6,3/4,2/3تحقق یابد. 17 ‏Autor:Seyed Mohammad Reza ‏Razavizadeh DVB-T(2) روش کدینگ کانولوشنال در Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh 18 روش دیکدینگ کانولوشنال در (DVB-Tآلگوریتم )Viterbi الگوریتم های زیادی برای کد گشایی از کدهای کانولوشنال وجود دارد که الگوریتم ویتربی یکی از متداولترین روشها است. این شیوه از الگوریتم کدگشایی به روش بیشترین تشابه استفاده می کند ،که با دریافت خروجی کانال ،نمودار ترلیس را برای یافتن مسیری که در تولید رشته دریافتی از همه محتمل تر است جستجو کند(صفحه،434سیستمهای مخابراتی به کمک .)MATLAB 19 ‏Autor:Seyed Mohammad Reza ‏Razavizadeh روش Interleaving برای شرایط سخت کانال نظیر امکان فیدینگ تکنیک اینترلیوینگ در کنار دو روش مطروحۀ کدینگ بسیار کارساز خواهد بود. در صورت وجود بیدینگ امکان تحقق خطا های (Burstتوده ائی) بسیار است ،که با بهم ریزی تعمدی و منطقی بیتها میتوان خطاهای Burstرا در کل استریم توزیع نمود. البته تنها معزل اینکار تحمیل یک تاخیر دیگر به لینک خواهد بود .در شکل زیر مثالی از اینترلیوینگ ارایه شده است: ‏Slide 20 ‏Autor:Seyed Mohammad Reza ‏Razavizadeh DVB-T درInterleaving اجرا Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh 21 FEC محاسبات روش کدینگ 1 × نرخ بیت ورودی کانال = نرخ بیت ورودی انکدرها/ (FEC rate) قرار دارد و لذا همیشه نرخ بیت7/8 تا1/2 بطور تیپیکال در گسترۀFEC نرخ بیت کدر .خروجی انکدر بیشتر خواهد بود با توجه به انجام دو کدینگ کانال نهایتا نرخ بیتی که در کانال مخابراتی جریان خواهد :یافت برابرست با SR = DR / (m ×CRv ×CRrs) SR = Symbol Rate DR = Data Rate CRv = Viterbi forward error correction (FEC) Code Rate. Eg. 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8 CRrs = Reed Soloman forward error correction (FEC) Code Rate. Eg. 188/204 m = modulation factor (transmission rate bits per symbol). Autor:Seyed Mohammad Reza BPSK=1, QPSK=2, 8PSK=3 etc Razavizadeh Slide 22 نکات کلیدی اندازه گیری های مبتنی بر کدینگ لینک ماهواره بعنوان یک قانون کلی میتوان دو رویکرد را در خصوص انتخاب شیوه مدوالسیون و نوع کدینگ از حیث Code Rateرا مالحظه نمود: •چنانچه ”پهنای باند“ مساله اصلی باشد :توصیه میشود از کدینگ FECبا نرخ باالتر(1/2یا )2/3 و نیزمدوالسیونهای با مرتبۀ پایین تر استفاده نمود. •چنانچه ”توان“ مساله اصلی باشد :توصیه میشود از کدینگ FECبا نرخ پایین تر(3/4یا )7/8و نیزمدوالسیونهای با مرتبۀ باالتر استفاده نمود. نکات اندازه گیری در خصوص (DVB-Sمدوالسیون :)QPSK ‏نقاط 3.8dB-اطراف کاریر طیف دیجیتال تقریب ًا همان نرخ سمبل میباشد. ‏پهنای باند محدود به نقاط 12dB- 0تقریبا 1.28برابر نرخ بیت است. پهنای باند اشغالی یا فاصله بین کاریرها تقریبا 1.35برابر نرخ بیت است. مثال: برای یک کانال تلویزیونی با نرخ سمبل 27.5MSym/secپس 0از مشاهده طیف بترتیب نقاط مختلف طیف بقرار زیر بدست آمده است: Bandwidth = -1 dB 20.9 MHz, -2 dB 24.2 MHz, -3 dB 26.25 MHz,3.8 dB 27.5 MHz -4 dB 27.7 MHz, -6 dB 30.3 MHz, -12 dB 35 ‏Autor:Seyed Mohammad Reza ‏MHz. ‏Slide 23 ‏Razavizadeh بیان ویژگیهای روش های کدینگ FEC مزایا: این روش زمانی که عم ً ال خط برگشتی در اختیار نباشد کارساز است .دارا بودن ثبات توان بسبب طراحی دقیق کد واژه های طراحی شده و لذا بازای یک توان ثابت نسبت به سایر روش ها ضمانت رخداد یک نرخ بیت خطای پایین. معایب: تحمیل بار اضافی به خط ،افزایش تاخیر ارسال بواسطه بیت های اضافه ،توانائی حمل نرخ بیت پایین ‏Slide 24 ‏Autor:Seyed Mohammad Reza ‏Razavizadeh مقایسه روش های کدینگ FEC ‏ Block Codes ساختار دیکدر ساده است. برای جاهائیکه SNRو نیز Code Rateباالست مناسب استR>(2/3). ‏ Convolutional Codes نیاز به فضای حافظ0ه()storage space مناسب برای شرایط0ی که SNRونرخ کد پایین استR<(2/3) . نتایج محاسبات انتقال بیت خیلی شبیه ظرفیت حداکثری است که توسط روابط شانون ارایه شده است. ‏Slide 25 ‏Autor:Seyed Mohammad Reza ‏Razavizadeh کدی0نگ ARQ کدینگ با نگاه به عقب یا ، Automatic Repeat Request مبتنی بر وجود یک مسیر برگشت است و فرمی خاص از دایورسیتی است. بعبارتی به یک معنا ”ارسال مجدد “Retransmitionداریم و لذا وجود یک انتقال دوطرفه()Duplex Transmissionمورد نیاز است. بدین ترتیب میتوان اینگونه نتیجه گرفت که عملیات تصحیح ( ،)Correctionبر روی سیگنال دریافتی بر اساس برخی دانسته های ارسال مجدد شده توسط فرستنده انجام میگردد. ‏Slide 26 ‏Autor:Seyed Mohammad Reza ‏Razavizadeh Autor:Seyed Mohammad Reza Razavizadeh 27