Перемежение

Перемежение [43] представляет собой такое изменение порядка следования символов информационной последовательности, т.е. такую перестановку символов, при которой стоявшие рядом символы оказываются разделенными несколькими другими символами. Такая процедура предпринимается с целью преобразования групповых ошибок (пакетов ошибок) в одиночные ошибки, с которыми легче бороться с помощью блочного и сверточного кодирования.

Использование перемежения – одна из характерных особенностей сотовой связи, и это является следствием неизбежных глубоких замираний сигнала в условиях многолучевого распространения, которое практически всегда имеет место, особенно в условиях плотной городской застройки. При этом группа следующих один за другим символов, попадающих на интервал замирания (провала) сигнала, с большой вероятностью оказывается ошибочной. Если же перед выдачей информационной последовательности в радиоканал она подвергается процедуре перемежения, а на приемном конце восстанавливается прежний порядок следования символов, то пакеты ошибок с большой вероятностью рассыпаются на одиночные ошибки.

Известно несколько различных схем перемежения и их модификаций – диагональная, блочная, сверточная и другие. Кратко рассмотрим первые две из них, лежащие в основе схем, применяемых в сотовой связи.

При диагональном перемежении входная информация делится на блоки, а блоки – на субблоки, и в выходной последовательности субблоки, например второй половины предыдущего блока, чередуются с субблоками первой половины следующего блока.

Такая схема иллюстрируется на рис. 4.4, где каждый блок состоит из шести субблоков и субблоки первого блока обозначены аi второго – bi третьего – ci. Субблок может состоять из нескольких символов, или из одного символа, или даже из одного бита. Приведенная схема диагонального перемежения вносит малую задержку, но расставляет соседние символы лишь через один символ, т.е. рассредоточение ошибочных символов группы получается сравнительно небольшим.

... b6c3b5c2b4c1a6b3a5b2a4b1 ••• —> Выход

Рис. 4.4. Пример схемы диагонального перемежения

При блочном перемежении входная информация также делится на блоки, по n субблоков (или символов) в каждом, и в выходной последовательности чередуются субблоки к последовательных блоков. Работу этой схемы можно представить себе в виде записи блоков входной последовательности в качестве строк матрицы размерности

k х n (рис. 4.5), считывание информации из которой производится по столбцам.

Следовательно, если входная последовательность в этом примере имела вид а1,а2,..., аn, b1, b2,..., bn,..., k1,k2,..., kn то выходная будет такой: a1,b1,…,k1,a2,b2,…,k2,…,an,bn,…,kn.

выход

Рис. 4.5. Схема блочного перемежения

Субблоки, или символы, в частном случае здесь также могут состоять лишь из одного бита. Схема блочного перемежения вносит большую задержку, чем диагонального перемежения, но значительно сильнее рассредоточивает символы группы ошибок. В сотовых системах используются более сложные гибридные виды перемежения, основанные на диагональном и блочном перемежении.