turbo codigos

CAPÍTULO 3
EL ESQUEMA DE CODIFICACIÓN TAN BUSCADO:
LOS TURBO-CÓDIGOS

3.1. Introducción.
Los Turbo-códigos fueron presentados a la comunidad científica en 1993 en la IEEE
International Conference on Communications en Geneva, Suiza. Su invención fue el
resultado de una construcción pragmática conducida por los franceses Claude Berrou y
Alain Glavieux, quienes de acuerdo con [A.BERR] sebasaron en las intuiciones de G.
Battail, J. Hagenauer y P.Hoeher que a finales de los 80´s remarcaron el interés del
procesamiento probabilístico en receptores de comunicación digitales.
Desde su invención, los Turbo-códigos han sido ampliamente estudiados y
adoptados por varios sistemas de comunicación, permitiendo que ésta se lleve a cabo a
tasas de transmisión cercanas a la capacidad delcanal y con probabilidades de error muy
bajas debido a que este esquema de codificación es capaz de operar a 0.1 dB de ese límite
teórico descubierto por C. Shannon (ver Sección 3.4). Tasas de transmisión elevadas
permiten la entrega de contenido multimedia y de otras formas densas de información a
dispositivos portables. De acuerdo con [A.LEVI], la ganancia de codificación extra ofrecida
porlos Turbo-códigos también puede utilizarse en los dispositivos inalámbricos para
reducir la fuerza de sus señales, lo que conlleva a que más dispositivos puedan compartir el
mismo espectro de frecuencia al reducirse la interferencia inter-dispositivo. Así mismo,
decrementar la fuerza de las señales también se ve reflejado en un decremento de los

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requerimientos de potencia, lo cual esuna consideración importante para los dispositivos
inalámbricos alimentados por batería.
De acuerdo con [BAR04], las tres áreas clave en que los Turbo-códigos proveen un
mejoramiento en el desempeño son: capacidad (los Turbo-códigos logran un desempeño
cercano a los límites teóricos de la capacidad), eficiencia en el costo del sistema (un usuario
es capaz de enviar la misma cantidad deinformación empleando únicamente la mitad del
ancho de banda), y número de usuarios (un proveedor de servicio satelital es capaz de
duplicar el número de usuarios sin incrementar la capacidad del satélite).
Los Turbo-códigos representan una clase de códigos convolucionales concatenados
en paralelo [A.SALA]. Esto quiere decir que un Turbo-codificador codifica la misma
información dos (o más) veces,pero de forma tal que la secuencia de información que
ingresa a cada codificador convolucional independiente posea un orden distinto. Para lograr
esto, la información a ser transmitida es almacenada en una memoria para ser permutada
por medio de un (o más) dispositivo(s) conocido(s) como interleaver(s). De esta forma se
producen secuencias no correlacionadas que son codificadas y transmitidas.De acuerdo con
[BAR04] este concepto es la clave del desempeño tan bueno de los Turbo-códigos, y el tipo
y tamaño del (de los) interleaver(s) utilizado(s) juegan un papel muy importante en el
desempeño que puede alcanzarse.
La decodificación de los Turbo-códigos se basa en un procedimiento iterativo que
permite que el proceso de decodificado no sea prohibitivamente complejo (y porconsiguiente físicamente irrealizable) y que este esquema de codificación alcance niveles
de desempeño tan elevados. Mediante este procedimiento, cada secuencia codificada
recibida es decodificada de manera independiente por decodificadores distintos que
intercambian (retroalimentan) sus decisiones suaves de decodificado de forma tal que el
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proceso de Turbo-decodificación se refuerza de maneraglobal, logrando tasas de error muy
bajas. Dicho intercambio de decisiones suaves entre decodificadores requiere tanto que
estos últimos sean del tipo SISO (Soft-In-Soft-Out) como de la utilización de algoritmos de
decodificación SISO en el proceso de Turbo-decodificación.
Los Turbo-códigos deben visualizarse, más que como un nuevo esquema de
codificación para control de errores, como una...