2.5 Повышение достоверности передачи
Достоверность может быть увеличена использованием методов непосредственной коррекции ошибок и перемежения. Перемежение обеспечивает преобразование пакетов ошибок в одиночные. Сверточное кодирование является мощным средством борьбы с одиночными ошибками. Блочное кодирование, главным образом, используется для обнаружения нескорректированных ошибок. Для отделения данных в потоке от станции к абоненту и в обратном направлении может быть использована эхокомпенсация (EC) или частотное мультиплексирование. Системы с частотным мультиплексированием не сталкиваются с NEXT и менее сложные по сравнению с EC системами.
Перемежение используют, чтобы уменьшить пакет ошибок из-за преднамеренных помех в канале или мерцания. Наиболее простые типы перемежателей это блочный и свёрточный. Автор разработал гибридную конкатенацию этих двух типов перемежателей, которая имеет минимальную задержку свёртки и память.
2.5.1 Блочный перемежатель
Блочное перемежение обеспечивает смежную TDMA (множественный доступ с временным уплотнением каналов) передачу пакетов при помощи трансиверов с множественным доступом. Оно не выгодно, так как имеет большую память большую задержку, чем в свёрточном кодировании.
Задержка блочного перемежателя со скоростью шифрации данных- R определяется как:
Ts=N1*N3/R (1),
где N1 число строк, N3 число столбцов.
Итоговая задержка перемежения:
Td=2*N1*N3/R (2)
Требуемое число ячеек памяти для перемежателя и восстановителя перемежения:
N= 2*D*N1*N3 (3),
где D- число бит необходимых для представления показателя демодулированных данных.
2.5.2 Свёрточный перемежатель
Свёрточный перемежатель часто рассматривается как набор регистров сдвига, которые равномерны по длине от 0 до N2 бит. Свёрточный перемежатель имеет сходное исполнение с блочным для равных интервалов в канале с передачей пакетизированных данных, но использует одну четверть памяти и имеет половинную задержку.
Задержка свёрточного перемежателя:
Ts=N1*(N2-1)/R (4)
Задержка перемежателя/восстановителя - половина той, что в блочном:
Td=N1*N2/R (5)
Требуемое число ячеек памяти:
N= D*N2*N1/2 (6)
Свёрточный перемежатель не эффективно поддерживает TDMA пакетов и сети с коммутацией пакетов, так как источник текущих данных должен полностью завершить передачу пакета до начала передачи пакета другим источником по этому каналу.
2.5.3 Гибридный перемежатель
Такой перемежатель может быть представлен как трех размерный массив строк, столбцов и плоскостей (планов) как показано схематично на рисунке 2.2. Это каскадирование двух размерной N1 строки с помощью N3 столбцов блочного перемежателя свёрточным перемежением N3, каждой N1 строки и N2 столбца.
Задержка гибридной схемы определяется:
Ts=[N1*N3 (N2-2) -1]/R (7)
Задержка перемежателя и восстановителя:
Td=N1*N3 (N2+1)/R (8)
ЗУ для более короткой строки длиной 2 и постоянно увеличивается с числом бит в стоке:
N= D* N1*N3 (N2+2)/2 (9)
Рисунок 2. 2 - Функциональная диаграмма гибридного перемежателя
Возможности этого перемежателя позволяют эффективно использовать канал множеством источников пакетов.
Вход перемежателя и выход проложены через синхронизированные указатели входа и выхода как показано на рисунке 2.2. Вертикальное растровое сканирование как представлено на нижней диаграмме проходит от нижней части к верхней и справа на лево, чтобы обеспечить входное перемежение и выходное восстановление, а горизонтальное растровое сканирование, как показано на верхней диаграмме идёт слева на право и от нижней части к верхней, чтобы обеспечить выходное перемежение и входное восстановление. В завершении каждого растрового сканирования данные во всех строках сдвигают место положения одного бита в направлении выхода вправо (рисунки 2.3, 2.4).
Рисунок 2. 3 - Растровое сканирование
Рисунок 2.4 - Растровое сканирование