Лекции по Теоретическим основам цифровой связи   

8. Канальное кодирование: часть 3

8.3.1. Кодирование по схеме CIRC

На рис. 8.15 показана основная блочная диаграмма кодера CIRC (с оборудованием для записи компакт-диска) и декодера (с оборудованием для воспроизведений компакт-диска). Процедура кодирования состоит из собственно кодирования и чередования, где введены следующие обозначения: -чередование, -кодирование, -чередование, -кодирование и D-чередование. Процедура декодирования состоит из этапов декодированиями восстановления исходного порядка битов, котыторые выполняются в обратном порядке; здесь идут D-восстановление, -декодирование, -восстановление, -декрдирование и -восстановление.

Рис. 8.13. Схема кодера и декодера CIRC

На рис. 8.16 показан элементарный период системного кадра и шесть периодов дискретизации, каждый из которых состоит из пары стереофрагментов (16-битовый левый фрагмент и 16-битовый правый фрагмент). Биты собраны в символы или байты размером 8 бит каждый. Следовательно, каждая пара фрагментов содержит 4 байт, а некодированный кадр — k = 24 байт. На рис. 8.16, а—д представлены пять этапов кодирования, которые характеризуют систему CIRC. Функции каждого этапа будут более понятны, если мы рассмотрим процедуру декодирования. Этапы выглядят следующим образом.

а) -чередование. Четные фрагменты отделяются от нечетных двумя кадрами для перемешивания ошибок, которые определены, но нельзя исправить. Это облегчает процесс интерполяции.

б) -кодирование. К -чередованному 24-байтовому кадру прибавляется четыре байта четности Рида-Соломона, что дает в итоге п = 28 байт. Такой код (28, 24) называется внешним.

в) -чередование. Здесь каждый байт задерживается на разную длину; таким образом, ошибки разбрасываются на несколько кодовых слов. -кодирование;совместно с -чередованием нужно для исправления пакетных ошибок и ошибочных комбинаций, которые -декодер не в состоянии исправить.

г) -кодирование. К k = 28 байт -чередованного кадра прибавляется четыре байта. четности Рида-Соломона, что дает в итоге всего n = 32 байт. Такой код (32,28) называется внутренним.

д) D-чередование. Осуществляется перекрестное чередование четных байтов кадра с нечетными байтами следующего кадра: После этой процедуры два последовательных байта на диске будут всегда расположены в двух разных кодовых словах. При декодировании это чередование даст возможность исправлять большинство случайных одиночных ошибок и обнаруживать более длинные пакеты ошибок.

Рис. 8.16. Кодирование компакт-диска: а) -чередование; б) -кодирование; в) -чередование; г) -кодирование; д) D -чередование

8.3.1.1. Укорачивание кода Рида-Соломона

В разделе 8.1 код (n, k) выражался через итоговых символов и символов данных, где т представляет собой число битов в символе, a t способность кода к коррекции ошибок в символах. Для системы CD-DA, где символ образован из 8 бит, код с коррекцией 2-битовых ошибок можно сконфигурировать как код (255, 251). Однако в системе CD-DA используется значительно меньшая длина блока. Любой блочный код (в систематической форме) можно укоротить без уменьшения числа ошибок, которые поддаются исправлению внутри блока. Представим себе, что в терминах кода (255, 251), 227 из 251 информационного символа являются набором нулевых символов (которые в действительности не передавались и поэтому не содержат, ошибок). Тогда код в действительно будет кодом (28, 24) с коррекцией 2-символьных ошибок. Это и делается в -кодере системы CD-DA.

Мы можем представить 28 символов вне -кодера как информационные символы в -кодере. И снова можно сконфигурировать сокращенный код (255, 251) с коррекцией 2-символьных ошибок, отбросив 223 символа данных; результатом будет код (32, 28).



*****
© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.