Bộ ghép xen (Iterleaver: ký hiệu là∏ ) là một quá trình thực hiện hoán vị trật tự sắp xếp của chuỗi gốc theo một quan hệ xác định một-một.
Đối với mã Turbo, có thể có một hay nhiều bộ chèn được sử dụng giữa các bộ mã hóa thành phần. Bộ ghép xen đóng vai trò rất lớn trong việc nâng cao khả năng sửa lỗi của mã, nó được sử dụng rộng rãi trong các sơ đồ mã kênh khi trên kênh truyền thường xảy ra lỗi cụm, ví dụ kênh pha đinh đa đường… Kỹ thuật ghép xen được thực hiện ngay giữa khối mã kênh và kênh truyền với mục đích làm thay đổi trật tự sắp xếp của chuỗi đầu vào để tạo ra một chuỗi mới có trật tự sắp xếp khác đi để truyền trên kênh Nó hoán vị tất cả các chuỗi ngõ vào “xấu” (các chuỗi này có các từ mã có trọng số thấp) thành chuỗi mà được mã hóa cho ra có các từ mã có trọng số cao và ngược lại để đảm bảo rằng với một chuỗi ngõ vào thì ngõ ra của một bộ mã hóa sẽ cho từ mã có trọng số cao còn bộ kia sẽ cho ra từ mã trọng số thấp. Đây là việc làm tăng khoảng cách tự do tối thiểu.
Bộ ghép xen không những được sử dụng tại bộ mã hóa mà nó cùng với các bộ giải ghép xen có trong bộ giải mã đóng vai trò rất quan trọng. Một bộ ghép xen tốt sẽ làm cho các ngõ vào của bộ giải mã SISO ít tương quan với nhau tức là mức độ hội tụ của thuật toán giải mã lặp tăng lên, đồng nghĩa với việc giải mã chính xác hơn.
Ví dụ bộ ghép xen sử dụng để tăng trọng số của các từ mã như hình sau:
Hình 3.11: Bộ ghép xen làm tăng trọng số của các từ mã
Từ hình trên, đối với bộ mã hóa RSC1 thì chuỗi ngõ vào bk cho ra chuỗi mã tích chập đệ quy có trọng số thấp p1. Để tránh bộ mã hóa RSC2 cho ra chuỗi ngõ ra đệ quy khác cũng có trọng số thấp, bộ chèn hoán vị chuỗi ngõ vào bk thành một chuỗi mới hi vọng cho ra chuỗi mã tích chập đệ quy có trọng số cao p2. Vì vậy, trọng số mã của mã Turbo là vừa phải, nó được kết hợp từ từ mã trọng số thấp của bộ mã hóa 1 và từ mã trọng số cao của bộ mã hóa 2.
Theo hình 3.12 chuỗi ngõ vào bk.1 cho ra các chuỗi ngõ ra x1.N và p1.N tương ứng. Các chuỗi ngõ vào bk.2 và bk.3 là các chuỗi hoán vị khác nhau của bk.1. Bảng 3.12 trình bày kết quả của các từ mã và trọng số của các từ mã.
Từ bảng 3.1 cho thấy trọng số của từ mã có thể tăng bằng cách sử dụng bộ chèn.
Bộ ghép xen ảnh hưởng đến việc thực hiện mã vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến đặc tính khoảng cách của mã. Bằng cách tránh các từ mã có trọng số thấp, BER của mã Turbo
có cải thiện đáng kể. Vì vậy có nhiều bộ chèn khác nhau đã được nghiêm cứu thiết kế. Sau đây là một số bộ ghép xen điển hình như bảng 3.1.
Hình 3.12: Ví dụ minh họa khả năng làm tăng trọng số của bộ ghép xen
Chuỗi ngõ vào bk Chuỗi ngõ ra x1.N Chuỗi ngõ ra p1.N Trọng số của từ mã N N=0 1100 1100 1000 3 N=1 1010 1010 1100 4 N=2 1001 1001 1110 5
Bảng 3.1 Các chuỗi ngõ vào và chuỗi ngõ ra trong hình
3.3.1a. Bộ ghép xen ma trận (bộ ghép xen chèn khối)
Bộ ghép xen ma trận là bộ chèn thường được sử dụng nhất trong các hệ thống liên lạc. Nó viết vào theo cột từ trên xuống dưới, từ trái sang phải và đọc ra theo hàng từ trái sang phải và từ trên xuống dưới. Hoặc có thể viết ra theo hàng và dọc theo cột.
Hình sau trình bày một bộ ghép xen ma trận
x1 x8 x15 x2 x9 x16 x3 x10 x17 x4 x11 x18 x5 x12 x19 x6 x13 x20 x7 x14 x21
x1 x8 x15 x2 x9 x16 x3 x10 …. …. x7 x14 x21
3.3.1.b. Bộ ghép xen Helical
Tương tự bộ ghép xen ma trận (hàng – cột), bộ ghép xen Helical cũng ghi vào theo hàng (hoặc thep cột) nhưng lại đọc ra theo đường chéo.
Ví dụ trên thì các giá trị đọc ra lần lượt là:
x7 x13 x19 x4 x10 x16 x1 x14 x20 x5 … x3 x9 x15
Một điều kiện bắt buộc là ma trận bộ ghép xen Helical không được là ma trận vuông ( tức là số hàng phải khác số cột).
3.3.1c. Bộ ghép xen giả ngẫu nhiên
Bộ ghép xen giả ngẫu nhiên sử dụng tính ngẫu nhiên cố định tức là sắp xếp các chuỗi ngõ vào theo một thứ tự hoán vị. Giả thiết độ dài của chuỗi ngõ vào là L.
Hình 3.13: Bộ ghép xen ngẫu nhiên (giả ngẫu nhiên) với L=8
Phép hoán vị [1,2,3,4,5,6,7,8] chuyển thành [1,3,6,8,2,7,4,5] Bộ ghép xen được viết [01101001] và đọc ra [01011001]