2.7. Kết luận chương
3.1.3. Mã hóa turbo UMTS
UMTS là một trong hai chuẩn di động thế hệ thứ 3 được sử dụng rộng rãi nhất (chuẩn khác là CDMA2000) được chuẩn hóa theo 3GPP. Với FEC, UMTS có thể sử dụng mã chập hoặc mã turbo. Bộ mã hóa được sử dụng cho UMTS là mã Turbo với độ dài ràng buộc của bộ mã hóa RSC là K = 4, mỗi nhánh tương ứng với hình 3.3. Như trong hình 3.4 đầu ra của bộ mã turbo UMTS là sự kết hợp tuần tự của các bit hệ thống {Xi}, đầu ra parity của bộ mã hóa đầu tiên {Zi} và đầu ra parity của bộ mã hóa thứ hai {Z’i}. Như vậy, tốc độ bộ mã hóa xấp xỉ r = 1/3
Kích thước của dữ liệu đầu vào có thể thay đổi trong khoảng từ 40 bit đến 5114 bit. Khi đó bộ xáo trộn có kích thước phù hợp với từ mã đầu vào.
Trước khi mã hóa, cả hai bộ mã hóa thành thành được khởi tạo giá trị ban đầu bằng 0. Sau khi bộ mã hóa có k bit đầu vào, mỗi bộ mã hóa có thể có một trong 2 trạng thái khác nhau. Tuy nhiên bộ giải mã thực hiện tốt hơn nhiều nếu nó biết không chỉ là trạng thái ban đầu cũng như trạng thái cuối cùng của nó. Như vậy cần biết trạng thái cuối cùng sau khi mã hóa toàn bộ dữ liệu đầu vào. Một lựa chọn đơn giản là sử dụng các trạng thái toàn 0 khi đó bộ mã hóa cần chuyển trạng thái toàn 0 cho bộ mã hóa với từ mã tiếp theo.
Hình 3.4 Mã hóa Turbo theo chuẩn UMTS
Bộ mã hóa NSC được chỉ ra trong hình 3.2 có thể đưa trở lại trạng thái toàn 0 đơn giản chỉ bằng cách đưa vào một chuỗi 3 số 0 được gọi là các bit đuôi, bộ mã RSC không thể đưa về trạng thái toàn 0 từ một dãy toàn 0 với trạng thái khác nhau. Tuy nhiên nếu các bit phản hồi được sử dụng như là một đầu vào bộ mã hóa, sau đó mạch XOR của hai bit này sẽ cho kết quả bằng 0. Như vậy bộ mã hóa sẽ trả lại giá trị toàn 0 sau 3 chu kỳ. Do đó bộ mã hóa có thể đưa trở lại trạng thái toàn 0 với đầu vào sử dụng 3 bit phản hồi sau khi k bit đã được mã hóa. Trong UMTS bộ mã hóa được chỉ ra trong hình 3.4 đạt được bằng cách thay đổi vị trí của bộ chuyển mạch từ vị trí trên xuống dưới sau khi k bit đầu vào đã được mã hóa. Chú ý rằng vì bộ xáo trộn, do đó trạng thái của hai bộ mã hóa là khác nhau và như vậy các bit cần thiết cho mỗi bộ mã hóa cũng sẽ khác nhau. Như vậy, các cụm bit được phát đi không chỉ là các bit đuôi {Xk+1, Xk+2, Xk+3} tương ứng với các bộ mã hóa phía trên mà còn các bit đuôi {X’k+1, X’k+2, X’k+3} tương ứng với bộ mã hóa phía dưới. Khi thêm 6 bit đuôi vào tương ứng với các bit parity từ bộ mã ở trên {Zk+1, Zk+2, Zk+3} và ở dưới {Z’k+1, Z’k+2, Z’k+3} được phát đi