Uncodierte Datenübertragung über Funk führt zu Bitfehlerraten im Prozentbereich. Durch Anwendung von
Kanalcodierung (englisch: Channel Coding) wird es Empfängern ermöglicht, Ãœbertragungsfehler zu erkennen, diese zu korrigieren und so die Bitfehlerrate auf 10–5 bis 10–6 zu reduzieren.
Zunächst betrachten wir die GSM-Kanalcodierung für die Sprachkanäle, wobei als Sprachcoder derVollraten–Codecvorausgesetzt wird. Die Kanalcodierung eines Sprachrahmens der Dauer 20 ms erfolgt in vier aufeinander folgenden Schritten entsprechend obiger Grafik:
Aus der Beschreibung in
Kapitel 3.3ist zu ersehen, dass nicht alle 260 Bits den gleichen Einfluss auf die subjektiv empfundene Sprachqualität haben. Deshalb werden die Daten entsprechend ihrer Wichtigkeit in drei Klassen aufgeteilt: Die 50 wichtigsten Bits bilden die Klasse 1a, weitere 132 werden der Klasse 1b zugeteilt. Die restlichen 78 Bits ergeben die eher unwichtige Klasse 2.
Im nächsten Schritt wird für die 50 besonders wichtigen Bits der Klasse 1a eine 3 Bit lange Cyclic Redundancy Check (CRC)–Prüfsumme berechnet. Dies geschieht mit einem rückgekoppelten Schieberegister. Das Generatorpolynom für diese CRC–Ãœberprüfung lautet:
Anschließend werden den insgesamt 185 Bits der Klasse 1a und 1b inclusive den drei (rot eingezeichneten) CRC–Paritätsbits noch vier (gelbe)
Tailbits „0000” angehängt. Diese vier Bits initialisieren die vier Speicherregister des nachfolgenden Faltungscoders jeweils mit 0, so dass für jeden Sprachrahmen von einem definierten Status ausgegangen werden kann.
Der
Faltungscodemit der Coderate RC = 1/2 verdoppelt diese 189 wichtigsten Bits auf 378 Bits und schützt diese somit signifikant gegen Übertragungsfehler. Anschließend werden noch die 78 Bits der unwichtigeren Klasse 2 ungeschützt angehängt.
Auf diese Weise ergeben sich nach der Kanalcodierung pro 20 ms–Sprachrahmen genau 456 Bits. Dies entspricht einer (codierten) Datenrate von 22.8 kbit/s gegenüber 13 kbit/s nach der Sprachcodierung. Die effektive Rate der Kanalcodierung beträgt somit 260/456 = 0.57.
