Was ist Interleaving?

 

Wenn das Sprachsignal direkt nach der Kanalcodierung moduliert und übertragen wird, wirkt sich aufgrund der Zustandsänderungen im Mobilkommunikationskanal ein starker Schwund auf eine aufeinanderfolgende Bitfolge aus und führt zu einer hohen Bitfehlerrate.

Wenn die Bits einer aufeinanderfolgenden Zeichenfolge gestört werden oder verloren gehen, kann das andere Ende der Kommunikation die gestörten oder verlorenen Bits nicht dekodieren. Um dieses Problem zu lösen, ist eine Technik oder Methode zum Trennen der aufeinanderfolgenden Bits erforderlich. Somit können die aufeinanderfolgenden Bits einer Nachricht verteilt übertragen werden, sodass der Bitfehler diskret sein sollte.

Selbst wenn Fehler auftreten, betreffen die Fehler auf diese Weise nur einen einzelnen oder einen sehr kurzen Bitstrom, was nicht dazu führt, dass der gesamte Burst oder der gesamte Nachrichtenblock nicht dekodiert werden kann. In diesem Fall wird die Kanalcodierung wirksam und behebt die Bitfehler. Diese Methode wird als Interleaving-Technik bezeichnet. Das Interleaving-Verfahren ist das effektivste Codierverfahren zur Streuung von Bitfehlern.

Der Kernpunkt der Verschachtelung besteht darin, einige Bits (angenommen, es gibt „b“ Bits) des Codes in einige (angenommen, „n“ Bursts) Burst-Sequenzen zu verteilen, um die benachbarte Beziehung zwischen Bits zu ändern. Je höher der Wert von „n“ ist, desto besser funktioniert die Übertragung. Allerdings ist auch die Übertragungsverzögerung höher. Daher ist eine ausgewogene Betrachtung erforderlich. Die Verschachtelung hängt vom Zweck des Kanals ab. Im GSM-System wird die zweite Verschachtelung angewendet.

Interleaving ist ein Tool, das bestehende Fehlerkorrekturcodes erweitert, sodass diese auch zur Durchführung von Burst-Fehlerkorrekturen verwendet werden können.

Nach der Kanalcodierung werden die extrahierten 456 Bits in 8 Gruppen verteilt, wobei jede Gruppe 57 Bits enthält. Das ist die erste Verschachtelung, auch interne Verschachtelung genannt, wie im obigen Diagramm dargestellt. Durch die erste Verschachtelung werden die aufeinanderfolgenden Nachrichten in den Gruppen verteilt. Ein Burst überträgt zwei Segmente von Sprachinformationen, die aus 57 Bits bestehen. Wenn die beiden Gruppen von 57-Bit-Informationen aus der ersten Verschachtelung aufeinanderfolgender 20-ms-Sprachblöcke in dieselbe Burst-Sequenz eingefügt werden, führt der Verlust des Bursts offensichtlich zu einem Verlust von 25 % der Bits im 20-ms-Sprachblock. Daher ist eine weitere Verschachtelung zwischen zwei Sprachblöcken erforderlich, die als Interblock-Verschachtelung oder zweite Verschachtelung bezeichnet wird.

Angenommen, Sprachblock B ist in 8 Gruppen unterteilt: Führen Sie eine Blockverschachtelung für die ersten vier Gruppen (B0, B1, B2 und B3) von Block B und die letzten vier Gruppen (A4, A5, A6 und A7) des vorherigen durch Sprachblock A; somit werden vier Bursts gebildet: (B0, A4), (B1, A5), (B2, A6) und (B3, A7); Um die Nachbarschaftsbeziehung zwischen aufeinanderfolgenden Bits zu unterbrechen, nehmen die Bits von Block A die gerade Position des Bursts ein, während die Bits von Block B die ungerade Position des Bursts einnehmen. Beispielsweise belegt B0 das ungerade Bit des Bursts, während A4 das gerade Bit belegt.

Führen Sie auf ähnliche Weise eine Verschachtelung für die letzten vier Gruppen von Block B und die ersten vier Gruppen des nächsten Blocks C durch. Nach der zweiten Verschachtelung wird ein 20-ms-Sprachblock in jeweils 8 verschiedene Burst-Sequenzen eingefügt und dann nacheinander übertragen. Selbst wenn während des Übertragungsprozesses ein ganzer Burst verloren geht, werden nur 12,5 % jedes Sprachblocks beeinflusst und die Fehler können durch Kanalcodierung am anderen Ende korrigiert werden. Darüber hinaus ist die zweite Verschachtelung für die Steuerinformationen unterschiedlich. Der Verschachtelungsmodus ist (B0, B4), (B1, B5), (B2, B6) und (B3, B7).