Turbo-kody

Wprowadzenie

W roku 1993 na konferencji IEEE Int. Conf. on Communications w Genewie (ICC) dwóch francuskich uczonych Claude Berrou i Alain Glavieux z ENST-Bretagne z Brestu zaproponowało sposób kodowania, który umożliwiał prawie bezbłędną transmisję danych o szybkości i efektywności wykorzystania mocy, które przekraczały to co większość ekspertów uważała za możliwe do uzyskania. Nowy sposób kodowania nazwany turbo-kodowaniem zrewolucjonizował kodowanie korygujące błędy. Umożliwił on konstruowanie systemów, w których szybkość transmisji zbliża się bardzo blisko do tzw. pojemności kanału (ang. channel capacity) , która jest maksymalną - teoretycznie osiągalną - pozbawioną błędów szybkością transmisji w bitach na sekundę jaką umożliwia kanał telekomunikacyjny, przy określonej mocy sygnału i mocy szumu. Istnienie pojemność kanału odkrył Claude Shannon w roku 1948.

Turbo-kody stanowią dekodowane iteracyjnie równoległe połączenie kodów splotowych. W typowym przypadku turbo-koder składa się z dwóch koderów splotowych, pierwszy z nich koduje bezpośrednio bity informacyjne, drugi koduje te bity po przejściu przez układ przeplotu.

Dekodowanie turbo-kodów przy pomocy dekodera maksymalnej wiarygodności (ML) jest zbyt złożone ponieważ są one równoważne kodom splotowym czasowo zmiennym o bardzo dużej liczbie stanów. Kluczem do pokonania dużej złożoności dekodera jest istnienie sub-optymalnego algorytmu dekodowania, którego jakość jest bardzo bliska jakości dekodera maksymalne wiarygodności.

W roku 1995 zaproponowano szeregową wersję turbo-kodów. Szeregowe turbo-kodery są zbudowane z takich samych elementów składowych jak turbo-kodery, ale wchodzące w ich skład kodery splotowe i umieszczony pomiędzy nimi układ przeplotu są połączone szeregowo. Jakość szeregowych turbo-kodów jest podobna do turbo-kodów równoległych.