13-ma’ruza. O‘rama, ldpc va Turbo kodlar

13-ma’ruza.
O‘rama, LDPC va Turbo kodlar.

Reja:

13. Turbo kodlar tushunchasi.
13.1 Turbo kodning avzalligi va kamchiliklari.

2. 
   Kod spektrining og‘irligi.
   
3. 
   “Qattiq” yoki “Engil” qaror qabul qilish
   
4. 
   Turbo-kodni qo‘llash samaradorligini oshirish
   
5. 
   “Engil” echimli qaror
   

Turbo-kod  parallel kaskad – blokli tizim kodi bo‘lib, u raqamli ma’lumotlarni shovqinli aloqa kanalida uzatishda yuzaga keladigan xatolarni to‘g‘irlash imkonini beradi. Turbo kodning ma’nodoshi sifatida 1966 yilda D. Forni tomonidan taklif etilgan kodlash nazariyasiga ma’lum bo‘lgan atama kaskadli  (angl. concatenated code) kod deb ataladi.

Turbo-kod parallel kaskad bog‘langan tizim kodlaridan tashkil topgan. Bu tashkil etuvchilar kodning komponentalari deb ataladi.
Kodning komponentalari sifatida o‘ralgan kodlar, Xemming kodlari, Rid - Solomon kodlari, Bouza Choudxuri Xokvingem kodlari va boshqa kodlar foydalaniladi. Turbo kodning tashkil etuvchisi (komponentasi) ga qarab ular o‘ralgan turbo (angl. Turbo Convolutional Codes, TSS) kodlar xamda blokli (angl. Turbo Product Codes, TPC) kodlarga bo‘linadi.
Turbo-kod 1993 ishlab chiqilgan bo‘lib, yuqori samarali xatolarni to‘g‘irlovchi, shovqinbardosh kodlar sinfiga kiradi. Elektrotexnikada va raqamli aloqa kanalida, su’niy yo‘ldoshli aloqa soxalarida shuningdek chegaralangan chastota satxida shovqinli aloqa kanali bo‘ylab yuqori tezlikda ma’lumot uzatish uchun zarur bo‘lgan soxalarda qo‘llaniladi.


Turbo –kodning tuzilishi.

Shennonga ko‘ra eng yaxshi kod sifatida, malumotlarni uzluksiz vaqt ichida uzatadigan va vaktning xar bir laxzasida tasodifiy kod elementlarini shakllantiradigan kod xisoblanadi. Qabul qiluvchida tasodifiy tarzda buzilgan, turli cheksiz ma’lumotlar mavjud bo‘ladi. Dekoder bu nusxalardan yuborilgan xabarga yaqin (mos) bo‘lgan nusxani tanlashi kerak. Bu o‘z navbatida nazariy jixatdan o‘zi bilan signalda barcha xatolarni to‘g‘irlash imkonini beruvchi, mukammal kodni taqdim etadi. Turbo-kod bu yo‘nalishda ilk qadam xisoblanadi.

Ma’lumki, biz uzluksiz vaqt davomida cheksiz marta xabar uzatmaymiz. Aloqa kanallarini maqbul ishlashini ta’minlash uchun, uzatish vaqtini ikki yoki uch martaga oshirish etarli darajada yaxshi natijaga olib keladi.
Turbo kodlarning o‘ziga xos xususiyati, ularning o‘ralgan rekursiv (RSC) usulda parallel tuzilganligi bo‘lib, ular parallel ishlaydi va tasodifiy xabar turlarini xosil qilishda foydalaniladi. Parallel tuzilishga ega ikki yoki undan ortiq RSC kodlar xar biri boshqa o‘zgartirgichlarda qo‘llaniladi. O‘zgartirgichnig maqsadi shundan iboratki, xar bir koder qurilmasiga korrelyasiya qilinmagan turli tasodifiy ma’lumotlarni taklif etadi, natijada RSCning xar bir bitlari mustaqil prioritetga ega bo‘ladi.
Turbo kodlarda bloklar bir nechta tartibdagi Kbit uzunligiga ega. Bunday uzunlikka ega bo‘lishdan maqsad, ikkinchi koder qurilmasiga o‘tayotgan ketma - ketlikni samarali randomizirovat qilishdan iborat. Blok uzunligining miqdori qanchalik qo‘p bo‘lsa, birinchi koder qurilmasidagi ma’lumotlar korrelyasiyasi shuncha yaxshi bo‘ladi yani korrelyasiya kichik bo‘ladi.
Turbo kodning bir nechta sxemasi mavjud:

• 
  PCCC — yaxshiroq parallel o‘ralgan kodlar xolatida.
  
• 
  SCCC — yuqori tavsifga ega shovkinli signalga aloqador xolda   ketma – ket ulangan o‘ralgan kodlar SCCC
  
• 
  TPC — turbo-kod-maxsuli, o‘ralgan kodlar o‘rniga blokli kodlarni qo‘llaydi, ikkita boshqa turdagi kodlar (odatda Xemming kodlari ) ketma- ket ulangan oraliqqa ega bo‘lmaydi, ikkita kod bir - biriga bog‘liq bo‘lmagan, qatorlar va ustunlar xolida ishlaydi, bu esa o‘z navbatida etarli darajada yaxshi randomiziyaga olib keladi va o‘zgartirgichni qo‘llash zaruriyatini talab etmaydi.