УДК 621.391

ПЕРЕМЕЖЕНИЕ В КАНАЛЬНОМ КОДИРОВАНИИ: СВОЙСТВА, СТРУКТУРА, СПЕЦИФИКА ПРИМЕНЕНИЯ

 

А. Ю. Баринов

Череповецкое высшее военное инженерное училище радиоэлектроники,

162622, г. Череповец, пр-т Советский, д. 126

 

Статья поступила в редакцию 17 декабря 2018 г., после доработки – 24 декабря 2018 г.

 

Аннотация.  Перемежение является крайне важной процедурой в канальном кодировании для получения максимальной дистанции между кодовыми словами. В статье представлен обзор результатов исследований принципов перемежения с учетом особенностей помехоустойчивых кодов и требуемых условий использования. При этом особое внимание уделено исследованию      S-случайного перемежителя. Предложены варианты технической реализации перемежителей. Рассмотрено применение перемежения для обеспечения защиты информации.

Ключевые слова: перемежение, перемежитель, псевдослучайный перемежитель, S-случайный перемежитель, свойства перемежителя, структура перемежителя, применение перемежения, помехоустойчивость, защита информации

Abstract. Interleaving is an extremely important procedure in channel coding where we look for the longest distance between codewords. Nowadays there are many kinds of interleavers and their design depends upon the component codes and the application. However, in most cases, theory of interleavers is examined in a general or abstract way that can be equivocated.

In this paper, the author thoroughly examined interleavers from combination of mathematical and engineering standpoints. The basic properties of interleavers such as period, memory, latency, spreading factor and dispersion are presented. The proposed classification captures two parent classes of block and convolutional interleavers with division according to random, pseudorandom and deterministic generation process. Special attention is paid to S-random interleaver. Several schemes for efficient hardware realization of interleaving are presented. In addition, the graphical representation of the popular interleavers is depicted.

The author considers the usage of interleavers for error protection. Whereas in a conventional serial concatenated code an interleaver is used merely to spread out burst errors, the interleaver in modern iteratively decodable codes plays a far more important role. In general, in modern codes, deterministic interleavers can perform equal or better than pseudorandom interleavers if the size of the interleaver is small, and pseudorandom interleavers perform better than deterministic interleavers when the size of the interleaver is medium or large. Nevertheless capacity-approaching performances for modern codes are achieved using pseudorandom interleavers with period of order several thousand bits.

In conclusion, the author considers secondary usage of interleavers – for information security. Wireless telecom systems can be intercepted and monitored, as a result there are many technics of protection. A very high level of security may be obtained using combination of cryptography and steganography technics with channel coding. Enhanced security may be obtained using large pseudorandom interleavers in the channel coding. The evaluation of S-random interleavers diversity is also presented.

Key words: interleaving, interleaver, pseudorandom interleaver, S-random interleaver, interleaver properties, interleaver structure, applications of interleaving, noise immunity, information security

  

Для цитирования:

А. Ю. Баринов. Перемежение в канальном кодировании: свойства, структура, специфика применения. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. №1. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/jan19/13/text.pdf

DOI 10.30898/1684-1719.2019.1.13