Ta‟lim vazirligi muhammad al-xorazmiy nomidagi

Turbo – kodning tuzilishi. Shennon qoidasiga ko‗ra eng yaxshi kod sifatida, ma‘lumotlarni uzluksiz vaqt ichida uzatadigan va vaqtning har bir lahzasida tasodifiy kod elementlarini shakllantiradigan kod hisoblanadi.
Turbo-kodni shakllantirilishi 4.6-rasmda tasvirlangan, bunda turbo koderning umumlashtirilgan tuzilish sxemasi keltirilgan.



Multipleksor
Axborot oqimi ^Х(t)

R₀ juftlik bitlari

4.6-rasm. Turbo koderning tuzilish sxemasi

Kodlash protsedurasi ikkita muntazam rekursiv kodlardan foydalanishga asoslangan. k bitlardan tashkil topgan X(t) kirish signali birinchi elementar koderga beriladi, ikkinchisiga esa k bitlardan blokda elementlarni o‗rinlarini almashtirishni bajaradigan navbatlagich orqali beriladi. Navbatlagich turbo-kodlarni dekodlashda korrelyatsiyalangan xatoliklar ketma-ketliklarining paydo bo‗lishini oldini oladi, bu juda muhim, chunki dekodlash usuli iterativ hisoblanadi. Axborot simvollari koderning chiqishiga hech qanday ishlov berishsiz va kechikishsiz uzatiladi.

Navbatlagichning chiqishidan kelish tartibi o‗zgartirilgan simvollar ikkinchi elementar koderga beriladi. Koderlar chiqishidagi X ikkilik ketma-ketliklar axborot bitlari bilan yagona kodli so‗zni hosil qiladigan tekshirish simvollari hisoblanadi.
Elementar koderlar turlicha bo‗lishi va har xil tuzilishlarga ega bo‗lishi mumkin. N elementar koderlar soni ham ixtiyoriy bo‗lishi
mumkin. Turbo-koderning natijaviy tezligi umumiy holda formula bo‗yicha aniqlanadi. Xususan, ikkita R=1/N+1 bir xil elementar koderlar ishlatilganida natijaviy kodlash tezligi R=1/3ga teng bo‗ladi, N=3da esa R=1/4gacha kamayadi va h.k..
Ikkita elementar koderlardan tashkil topgan turbo dekoder sxemasi 4.7-rasmda keltirilgan. Dekoderlardan har birida yengil qarorli algoritm ishlatiladi, ular orasidagi ma‘lumotlarni almashlash esa har bir iteratsiyaning oxirida amalga oshiriladi.



Navbatsizlagich
Yengil qaror

2. 
   kod
   

4.7-rasm. Ikkita elementar koderlardan tashkil topgan turbo dekoder sxemasi

Ikkinchi elementar koderning kirishiga kanalda buzilgan 1-kodning axborot va tekshirish simvollari, shuningdek oldingi operatsiyada ikkinchi dekoder orqali aniqlangan yengil qaror beriladi. Bu kirish ma‘lumotlaridan foydalanish bilan dekoder navbatdagi iterativ dekodlashni amalga oshiradi. Hisoblashlar natijasida dekodlanadigan simvollarning maksimal faktlarga asoslangan ehtimolligini baholash vektori shakllantiriladi. Baholash vektori axborot bitlari kabi ikkinchi elementar dekoderga koderda ishlatilgan o‗sha qonun bo‗yicha simvollarning tartibini o‗zgartiradigan navbatlagich orqali beriladi. Bundan tashqari, ikkinchi

elementar dekoderga 2-kod tekshirish simvollari beriladi.
Boshqacha aytganda, iterativ dekodlash usulining g‗oyasi shundan iboratki, dekoderlar dekodlanadigan simvollar haqidagi qo‗shimcha ma‘lumotlarni yengil qarorlar ko‗rinishida bir-birlaridan olishi mumkin. Iteratsiyalar soni cheksizlikka yaqinlashishi bilan birinchi (yoki ikkinchi) dekoderning chiqishidagi baholash faktlarga asoslangan ma‘lumotlarning
maksimumini yechilishiga yaqinlashadi. Qat‘iy qaror faqat oxirgi iteratsiya tugaganidan keyin qabul qilinadi. Chiqishga signal simvollarni kelishining dastlabki tartibini qayta tiklaydigan navbatsizlagich orqali beriladi.
Turbo-dekoderning amaliy ishlatilishi qator qiyinchiliklarga, asosan, dekodlash algoritmlarining katta hisoblash murakkabligi keltirib chiqaradigan qiyinchiliklarga bog‗liq.
Hozirgi vaqtda SOVA (Soft-decision Outputs Viterbi Algorithm) nomi bilan ma‘lum bo‗lgan yengil qarorli modifikatsiyalangan Viterbi algoritmini ishlatilishiga imkon beradigan DSP protsessorlardagi turbo- dekoderlarning amaliy sxemalari ishlatiladi.
Ta‘kidlash kerakki, ikkita ko‗rib chiqilgan hol (bitga 10^-3 va 10^-6 xatoliklar ehtimolliklari orqali aniqlanadigan QoS bilan nutq va ma‘lumotlarni uzatish) bo‗lishi mumkin kodlarning butun spektrini tugatmaydi. Ba‘zan radiointerfeysning funksional imkoniyatlarini kengaytirish uchun ma‘lum kodlar sinfini aniq bir ma‘lumotlarni uzatish turiga moslashtirish talab qilinadi, buning uchun maxsus kodlar ishlatiladi. Maxsus kodlarga misollardan biri nutq kodeklarining ayrim turlariga zarur bo‗ladigan xatoliklardan notekis himoyalash hisoblanadi. Maxsus kodlashning boshqa variantlari ham bo‗lishi mumkin.
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 jihatdan o‗zi bilan signalda barcha xatolarni to‗g‗irlash imkonini beruvchi mukammal kodni taqdim etadi. Turbo-kod bu yo‗nalishda ilk qadam hisoblanadi.
Ma‘lumki, biz uzluksiz vaqt davomida cheksiz marta xabar uzatmaymiz. Aloqa kanallarini uzluksiz ishlashini ta‘minlash uchun, uzatish vaqtini ikki yoki uch martaga oshirish yetarli 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 hosil qilishda foydalaniladi. Parallel tuzilishga ega ikki yoki undan ortiq RSC kodlarning har biri boshqa o‗zgartirgichlarda qo‗llaniladi. O‗zgartirgichning maqsadi shundan iboratki, har bir koder qurilmasiga to‗g‗irlanmagan turli tasodifiy ma‘lumotlarni taklif etadi, natijada RSCning har 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 tekshirishdan iborat. Blok uzunligining miqdori qanchalik qo‗p bo‗lsa, birinchi koder qurilmasidagi ma‘lumotlar to‗g‗riligi shuncha yaxshi bo‗ladi.
Turbo kodning bir nechta sxemasi mavjud:

• 
  yaxshiroq parallel o‗ralgan kodlar holatida;
  
• 
  yuqori tavsifga ega shovqinli signalga aloqador holda ketma – ket ulangan o‗ralgan kodlar;
  
• 
  turbo-kod-mahsuli, O‗Klar 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 holida ishlaydi, bu esa o‗z navbatida yetarli darajada yaxshi tekshirishga olib keladi va o‗zgartirgichni qo‗llash zaruriyatini talab etmaydi. Umumiy M- blokli turbo koderning tuzilish sxemasi 4.8-rasmda keltirilgan.
  

Dastlab paketlarni shakllantiruvchining PAD (Packet assembler/ Disassembler) kirishiga U uzunlikdagi k bitli blok ma‘lumotlari kelib tushadi. Ma‘lumotlarni shakllantiruvchi paketga (n-k) ga shu jumladan boshlang‗ich va tugash belgilarini o‗z ichiga oluvchi foydalanilayotgan paketlarni shakllantirish standartiga muvofiq holda qo‗shimcha bit xizmat ma‘lumotlarni qo‗shadi. Bunda n bitdan tashkil topgan X₀ paket hosil qilinadi.
Keyinchalik ketma-ket X₀ bitlari parallel tarzda ketma - ket bog‗liqlikni va koderda komponentni saqlagan holda M shoxga kelib tushadi. Shu tariqa X₀ barcha koder komponentlariga tezda kiruvchi ma‘lumotlar sifatida foydalaniladi.