5.2.Перемежениеискремблирование

Однимизэффективныхметодовуменьшениявлиянияпакетныхошибокяв­ляетсяперемеженивилиперемешивание(англ.-interleaving).Данные.передпередачейпоканалусвязи,переставляютсявзаданномпорядке,авприемнойчастивосстанавливаетсяисходныйпорядок,т.е.выполняетсядеперемежение.Приэтомпакетнаяошибка,возникшаявканалесвязи.превращаетсявнаборрассредоточенныхвовремениодиночныхошибок.которыепрощеобнаружи­ваютсяиисправляютсяспомощьюкодов.исправляющихошибки.

Примерперемеженияидеперемеженияпоказаннарис.5.1.Исходныйциф­

ровойсигналпредставляетсобойпоследовательность4-разрядныхдвоичныхслов,передаваемыхбитзабитом(рис.5.1.а).Перемежениевыполняетсявпределахкаждых4слов,т.е.впределахотрезкацифровогосигнала,содержа-

Передачасигналовцифровоготелевиденияпоканаламсвязи

щего16бит.Числапоказываютномерабитоввэтомотрезке.Врезультатепе­ремежениябитыпереставляются{рис.5.1,б).Биты.искаженныедействиемпа­кетнойошибки,отмеченызвездочками.Врезультатедеперемежения(рис.5.1,в}восстанавливаетсяисходныйпорядокбитовиискаженныебитырассре­дотачиваются.

Переставnятьсямогутнетолькоотдельныебиты,ноигруппыбитов,напри­мер,байты.ВстандартахцифровоготелевиденияDVBперемежениевыполня­етсявпределахпакетовтранспортногопотокапослекодированияРида­Соломона(см.следующийпараграф),врезультатекоторогоразмерпакетовувеличиваетсясо188до204байтов.Каждыйпакетразбиваетсяна12групппо17байтов.Сначалапередаютсяпервыебайтывсехгрупп,т.е.байтысномера­ми1,18,...,171,188,затем-вторыебайтыгрупп:2,19,...,172,189ит.д.Вконцепередаютсяпоследниебайтыгрупп,имеющиеномера17,34,...,187,

204.Такимобразом,впроцессеперемеженияразличныебайтысмещаютсяна

расстоянияотОдо176позицийвпределахпакетатранспортногопотока.Вприемнойчастивосстанавливаетсяисходныйпорядокследованиябайтов.

****

* * *

Рис.5.1.Перемежениеидеперемежение

Перемежениеможноиспользоватьдляишифровкипередаваемогосигнала,таккаквосстановлениеправильногопорядкасимволоввозможнотолькопризнаниизаконаперестановки.

ТерминомскремблированиевстандартеMPEG-2называютизменениеха­

рактеристикпотокаданных(видео,аудиоилидругойинформации)сцельюпредотвращениянесанкционированногополученияэтойинформациивнеиска­женномвиде.Дескремблирование-этообратнаяоперация.т.е.обратноеиз­менениехарактеристикпотокаданных.

Вцифровыхсистемахпередачиинформации.вчастности,вцифровомте­левидении,дляскремблированиякпередаваемомуцифровомусигналудобав­ляютмешающийсигнал,вкачествекоторого,какправило,используютпсевдо­случайныепоследовательности(ПСП}.

Этопоследовательностичисел,вчастности-битов,которыеобладают

многимисвойствамислучайныхсигналов.НулииединицывПСПрасположе­нывродебыхаотически,нонасамомделекаждаяПСПформируетсявсоот­ветствиисалгоритмом,которыйможноописатьнебольшимколичествомпа­раметров

Притакомметодескремблированиякаждыйбитпередаваемогоцифрового

сигналаскладываетсяпомодулю2сочереднымбитомПСП.Математическиэтоможнозаписатьтак:

y(n)=х(п)Е!Эр(п). ^(5.1)

гдеx(n),p(n)иY(n)-двоичныесимволы,соответственно,исходногоцифровогосигнала,ПСПискремблированногоцифровогосигнала,ЕВ-символоперациисуммированияпомодулю2(ИсключающееИЛИ).

Правиласуммированияпомодулю2просты:ОЕВО=О;1ЕВО=Овэ1=1;

1. ЕВ1=О.Изэтихправилследует,чтоесликакой-либобитдваразасложитьпо

модулю2соднимитемжедвоичнымсимволом,тосноваполучимисходный

бит.Поэтомудлядескремблированиянеобходимосложитьпомодулю2каж­дыйбитскремблированногоцифровогосигналастемжебитомтойжеПСП.Вформуле(5.1)приэтомx(n)иy(n)меняютсяместами.

Следовательно,длядескремблированиявприемникенадоформироватьточнотакуюжеПСП,какаяиспользоваласьдляскремблированиявпередаю­щейчасти.Дляэтоговприемниктемилиинымспособомпередаютсяпарамет­рыалгоритмаформированияПСП.Неполучивэтипараметры,невозможноде­скремблироватьпринятыйсигнал.Возможенитакойвариантограничениядос­тупа:алгоритмформированияПСПизвестен,нонеизвестно,какойименноуча­стокПСПиспользуетсядляскремблирования.ВэтомслучаевсоставключакшифрудолженвходитьуказательнаначалоиспользуемогоучасткаПСП.

Скремблированиепутемсложенияпомодулю2сПСПприменяетсявDVBивслучаях,когдаограничениедоступанетребуется,т.е.длябесплатныхТВ­программ.Деловтом,чтотакоескремблированиеприближаетсвойствапере­даваемогосигналаксвойствамшума.Приэтомэнергияболееравномернораспределяетсяпополосечастотпередаваемогосигнала,чтоспособствуетболееэффективномуиспользованиюканаласвязииповышениюпомехоустой­чивости.Соответственно,вприемникевсегдадолжновыполнятьсядескремб­лирование.

БолееподробнооскремблированиивсистемецифровоготелевиденияDVBрассказываетсяв§6.7.