Exercise 3.2Z: (3, 1, 3) Convolutional Encoder

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Faltungscoder mit $k = 1, \ n = 3$ und $m = 3$

Der dargestellte Faltungscodierer wird durch die Parameter $k = 1$ (nur eine Informationssequenz $\underline{u}$) sowie $n = 3$ (drei Codesequenzen $\underline{x}^{(1)}, \ \underline{x}^{(2)}, \ \underline{x}^{(3)}$) charakterisiert. Aus der Anzahl der Speicherzellen ergibt sich das Gedächtnis $m = 3$.

Mit dem Informationsbit $u_i$ zum Codierschritt $i$ erhält man die folgenden Codebits:

$$x_i^{(1)} \hspace{-0.15cm} \ = \ \hspace{-0.15cm} u_{i} + u_{i-1} + u_{i-3}\hspace{0.05cm},$$

$$x_i^{(2)} \hspace{-0.15cm} \ = \ \hspace{-0.15cm} u_{i} + u_{i-1} + u_{i-2} + u_{i-3} \hspace{0.05cm},$$

$$x_i^{(3)} \hspace{-0.15cm} \ = \ \hspace{-0.15cm} u_{i} + u_{i-2} \hspace{0.05cm}.$$

Daraus lassen sich Teilmatrizen $\mathbf{G}_l$ ableiten, wie auf der Theorieseite 1 dieses Kapitels beschrieben. Für die Generatormatrix kann somit geschrieben werden:

$$ { \boldsymbol{\rm G}}=\begin{pmatrix} { \boldsymbol{\rm G}}_0 & { \boldsymbol{\rm G}}_1 & { \boldsymbol{\rm G}}_2 & \cdots & { \boldsymbol{\rm G}}_m & & & \\ & { \boldsymbol{\rm G}}_0 & { \boldsymbol{\rm G}}_1 & { \boldsymbol{\rm G}}_2 & \cdots & { \boldsymbol{\rm G}}_m & &\\ & & { \boldsymbol{\rm G}}_0 & { \boldsymbol{\rm G}}_1 & { \boldsymbol{\rm G}}_2 & \cdots & { \boldsymbol{\rm G}}_m &\\ & & & \ddots & \ddots & & & \ddots \end{pmatrix}\hspace{0.05cm},$$

und für die Codesequenz $\underline{x} = (x_1^{(1)}, \ x_1^{(2)}, \ x_1^{(3)}, \ x_2^{(1)}, \ x_2^{(2)}, \ x_2^{(3)}, \ ...)$ gilt:

$$\underline{x} = \underline{u} \cdot { \boldsymbol{\rm G}} \hspace{0.05cm}.$$

Hinweis:

• Die Aufgabe gehört zum Kapitel Algebraische und polynomische Beschreibung.

Fragebogen

1

Aus wievielen Teilmatrizen $\mathbf{G}_l$ setzt sich die Matrix $\mathbf{G}$ zusammen?

${\rm Anzahl \ der \ Teilmatrizen} \ = \ $

2

Welche Dimension besitzen die Teilmatrizen $\mathbf{G}_l$?

${\rm Zeilenzahl \ der \ Teilmatrizen} \ = \ $

${\rm Spaltenzahl \ der \ Teilmatrizen} \ = \ $

3

Welche Aussagen sind richtig?

	Es gilt $\mathbf{G}_0 = (1, 1, 1)$.
	Es gilt $\mathbf{G}_ 1 = (1, 1, 0)$.
	Es gilt $\mathbf{G}_2 = (0, 1, 1)$.
	Es gilt $\mathbf{G}_3 = (1, 1, 0)$.

4

Erstellen Sie die Generatormatrix$\mathbf{G}$ mit 5 Zeilen und 15 Spalten. Welche Codesequenz ergibt sich für $\underline{u} = (1, 0, 1, 1, 0)$?

	Es gilt $\underline{x} = (1, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, \ ...).$
	Es gilt $\underline{x} = (1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 1, \ ...).$
	Es gilt $\underline{x} = (0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, \ ...).$

Musterlösung

Solution

(1)  (2)  (3)  (4)  (5)