ОЦІНЮВАННЯ СКЛАДНОСТІ ДЕКОДУВАННЯ ЗГОРТКОВИХ ТУРБО-КОДІВ ТА БЛОКОВИХ КОДІВ ТУРБО-ДОБУТКІВ

Анотація

У період стрімкого розвитку сучасних цифрових технологій, враховуючи збільшення дальності зв’язку та обсяги інформації, забезпечення надійного передавання даних є невід’ємною вимогою до комунікаційних систем різного функціонального призначення (космічні комунікації, цифрове телебачення, програмовані радіосистеми, оптичні комунікації, цифрові сховища даних тощо). У цьому контексті виділяються турбо-коди, які є потужним класом завадостійких кодів з унікальною структурою кодека, здатним ефективно працювати на високих швидкостях та майже повністю використовувати ємність каналів зв’язку. Але ефективне використання турбо-кодів пов’язане зі значними обчислювальними витратами на етапі декодування, який створює значне навантаження на систему, особливо у онлайн-режимі роботи та у випадку обмежень з боку обчислювальної платформи. Розуміння впливу параметрів турбо-кодів на обчислювальну складність їхнього декодування дозволяє забезпечити баланс між надійністю коригування помилок та ефективністю використання обчислювальних ресурсів за різних комунікаційних сценаріїв. Саме тому, у статті детально проаналізовано обчислювальну складність процесу декодування цих кодів. Основними алгоритмами декодування вибрано ітеративні обмінні ймовірнісні алгоритми Берру–Глав’є–Цітімаджіми, Вітербі–Хагенауера та розширеного спискового декодування Піндайя–Чейза.

У роботі отримано узагальнені аналітичні вирази складності декодування залежно від низки параметрів згорткового та блокового компонентних кодів у випадку реалізації турбо-кодів у змішаному режимі з використанням цифрового сигнального процесора, результати дослідження подано у графічному вигляді. Стаття має практичне значення для інженерів та проєктувальників систем передавання цифрових даних, оскільки допомагає ефективніше аналізувати та синтезувати турбо-коди залежно від поставлених вимог.