Difference between revisions of "Aufgaben:Exercise 3.7: Comparison of Two Convolutional Encoders"

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* $x_i^{(1)} = u_i + u_{i–2}$,
 
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* $x_i^{(2)} = u_i + u_{i–1} + u_{i–2}$.
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*Vertauscht man die beiden Ausgabebits $x_i^{(1)}$ und $x_i^{(2)}$, so kommt man vom '''Faltungscodierer A''' zum '''Faltungscodierer B''' (und umgekehrt).
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Nachfolgend sehen Sie das Zustandsübergangsdiagramm von '''Coder B''', das bereits im Abschnitt [[Kanalcodierung/Codebeschreibung_mit_Zustands–_und_Trellisdiagramm#Darstellung im_Zustands.C3.BCbergangsdiagramm|Darstellung im Zustandsübergangsdiagramm]] hergeleitet und interpretiert wurde.
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Richtig ist nur die <u>Aussage 3</u>. Vertauscht man die beiden Ausgabebits $x_i^{(1)}$ und $x_i^{(2)}$, so kommt man vom Faltungscodierer A zum Faltungscodierer B (und umgekehrt).
 
 
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Revision as of 14:34, 22 January 2018

Zwei Faltungscodierer mit den Parametern $n = 2, \ k = 1, \ m = 2$

Die Grafik zeigt zwei Rate–1/2–Faltungscodierer, jeweils mit dem Gedächtnis $m = 2$:

  • Der Coder A weist die Übertragungsfunktionsmatrix $\mathbf{G}(D) = (1 + D^2, \ 1 + D + D^2)$ auf.
  • Beim Coder B sind die beiden Filter (oben und unten) vertauscht, und es gilt : $\mathbf{G}(D) = (1 + D + D^2, \ 1 + D^2)$.


Der untere Coder B wurde im Theorieteil schon ausführlich behandelt. In der vorliegenden Aufgabe sollen Sie zunächst das Zustandsübergangsdiagramm für Coder A ermitteln und anschließend die Unterschiede und die Gemeinsamkeiten zwischen den beiden Zustandsdiagrammen herausarbeiten.



Hinweis:


Fragebogen

1

Es gelte $\underline{u} = (0, \, 1, \, 1, \, 1, \, 0, \, 1, \, 0, \, 0, \, \text{...}\hspace{0.05cm})$. Welche Sequenzen erzeugt Coder A?

$\underline{x}^{(1)} = (0, \, 1, \, 1, \, 0, \, 1, \, 0, \, 0, \, 1, \, \text{...}\hspace{0.05cm})$,
$\underline{x}^{(1)} = (0, \, 1, \, 0, \, 1, \, 0, \, 0, \, 1, \, 1, \, \text{...}\hspace{0.05cm})$,
$\underline{x}^{(2)} = (0, \, 1, \, 1, \, 0, \, 1, \, 0, \, 0, \, 1, \, \text{...}\hspace{0.05cm})$,
$\underline{x}^{(2)} = (0, \, 1, \, 0, \, 1, \, 0, \, 0, \, 1, \, 1, \, \text{...}\hspace{0.05cm})$.

2

Welche der genannten Zustandsübergänge gibt es bei Coder A?

$s_i = S_0, \ u_i = 0 \ ⇒ \ s_{i+1} = S_0; \hspace{1cm} s_i = S_0, \ u_i = 1 \ ⇒ \ s_{i+1} = S_1$.
$s_i = S_1, \ u_i = 0 \ ⇒ \ s_{i+1} = S_2; \hspace{1cm} s_i = S_1, \ u_i = 1 \ ⇒ \ s_{i+1} = S_3$.
$s_i = S_2, \ u_i = 0 \ ⇒ \ s_{i+1} = S_0; \hspace{1cm} s_i = S_2, \ u_i = 1 \ ⇒ \ s_{i+1} = S_1$.
$s_i = S_3, \ u_i = 0 \ ⇒ \ s_{i+1} = S_2; \hspace{1cm} s_i = S_3, \ u_i = 1 \ ⇒ \ s_{i+1} = S_3$.

3

Wie unterscheiden sich die beiden Zustandsübergangsdiagramme?

Es sind andere Zustandsübergänge möglich.
Bei allen acht Übergängen stehen andere Codesequenzen.
Unterschiede gibt es nur für die Codesequenzen $(01)$ und $(10)$.


Musterlösung

Berechnung der Codesequenz

(1)  Die Berechnung basiert auf den Gleichungen

  • $x_i^{(1)} = u_i + u_{i–2}$,
  • $x_i^{(2)} = u_i + u_{i–1} + u_{i–2}$.


Zu Beginn sind die beiden Speicher ($u_{i–1}$ und $u_{i–2}$) mit Nullen vorbelegt  ⇒  $s_1 = S_0$. Mit $u_1 = 0$ ergibt sich $\underline{x}_1 = (00)$ und $s_2 = S_0$. Mit $u_2 = 1$ erhält man die Ausgabe $\underline{x}_2 = (11)$ und den neuen Zustand $s_3 = S_3$.

Aus nebenstehendem Berechnungsschema erkennt man die Richtigkeit der Lösungsvorschläge 1 und 4.


(2)  Alle Lösungsvorschläge sind richtig:

  • Dies erkenn man durch Auswertung der Tabelle zur Teilaufgabe (1).
  • Die Ergebnisse sind in der folgenden Grafik dargestellt.
Zustandsübergangsdiagramm von Coder A


(3)  Richtig ist nur die Aussage 3:

  • Vertauscht man die beiden Ausgabebits $x_i^{(1)}$ und $x_i^{(2)}$, so kommt man vom Faltungscodierer A zum Faltungscodierer B (und umgekehrt).


Nachfolgend sehen Sie das Zustandsübergangsdiagramm von Coder B, das bereits im Abschnitt Darstellung im Zustandsübergangsdiagramm hergeleitet und interpretiert wurde.

Zustandsübergangsdiagramm von Coder B