Turbokoodaus

Turbokoodaus on virheenkorjausmenetelmä, jota käytetään digitaalisissa viestintäjärjestelmissä. Sen ytimessä ovat kaksi rekursiivista systemaattista konvoluutiokooderia, jotka toimivat parallelisesti ja joiden väliin sijoitetaan interleaveri. Tieto koodataan sekä systematisoituna bittinä että kahden parity-bitin virtana, mikä luo useita riippumattomia virheenseurantakanavia. Koodisuhteen ja mahdollisten puncturing-toimenpiteiden avulla voidaan säätää sekä siirtotiheyttä että virheenkorjaustehoa.

Dekoodaus on iteroiva prosessi, jossa kaksi SISO-dekooderia suorittaa BCJR-tyyppisiä laskentoja ja vaihtaa pehmeää tietoa (extrinsic information) vuorotellen. Jokaisen iteraation aikana kunkin dekooderin tulkintaa parannetaan hyödyntämällä toisen dekooderin antamaa lisätietoa. Iteraatioita voidaan tehdä useita, kunnes lisäparannus on vähäistä tai ennalta määrätty iteraatiomäärä on saavutettu. Yleisiä toteutuksia ovat log-MAP- ja max-log-MAP -vaihtoehdot, jotka tarjoavat tehokkaan kompromissin suorituskyvyn ja laskennallisen vaivan välillä.

Historia ja sovellukset. Turbokoodaus osoittautui merkittäväksi läpimurroksi 1990-luvulla, kun Berrou, Glavieux ja Thitimajshima esittelivät sen vuonna 1993. Sen jälkeen turbokoodauksia on käytetty laajasti langattomissa standardeissa, kuten 3G/WCDMA- ja HSPA-verkostoissa, sekä erilaisissa tiedonsiirtosovelluksissa. Viime vuosina monet uudet standardit ovat siirtyneet käyttämään LDPC- ja polarikoodauksia suurilla datamäärillä, mutta turbokoodauksen ideat ja tekniikat ovat vaikuttaneet virheenkorjauksen tutkimukseen ja suunnitteluun merkittävästi.