Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

РЕШЕТЧАТЫЕ СИГНАЛЬНО-КОДОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ КАНАЛОВ С ЛИНЕЙНЫМИ ИСКАЖЕНИЯМИ


https://doi.org/10.31799/1684-8853-2018-5-66-78

Полный текст:


Аннотация

Введение: реальные каналы связи при высокоскоростной передаче данных характеризуются заметными линейными искажениями, в результате чего эффективность известных сигнально-кодовых конструкций, ориентированных на каналы без искажений, существенно снижается. Это означает, что структура сигнально-кодовых конструкций для каналов с линейными искажениями должна быть согласована с особенностями искажений, вносимых каналом. Цель: построение на основе многомерных сигнальных множеств многоуровневых сигнально-кодовых конструкций с многоэтапным декодированием, ориентированных на каналы с линейными искажениями, и исследование основных характеристик этих конструкций. Результаты: разработан новый подход к построению сигнально-кодовых конструкций для каналов с линейными искажениями, базирующийся на комбинировании двух процедур: преобразование исходного канала в совокупность независимых подканалов без памяти и частотно-временное многоуровневое кодирование. Высокая степень гибкости предложенной кодовой конструкции позволяет эффективно учитывать и компенсировать влияние канальных искажений за счет рационального выбора числа подканалов и оптимизации распределения энергии между подканалами, а также обеспечивает широкий диапазон обменных соотношений между помехоустойчивостью и сложностью декодирования.  В явном виде получены соотношения, связывающие между собой основные параметры предложенного класса сигнально-кодовых конструкций. Полученные соотношения позволяют установить обменные соотношения между скоростью передачи, минимальным расстоянием и сложностью декодирования. Приведены примеры конструкций, построенных с использованием многомерных решеток Барнса — Уолла. Сравнительный анализ построенных решетчатых сигнально-кодовых конструкций показал, что с увеличением значения допустимой сложности декодирования более предпочтительными оказываются конструкции с большими значениями как количества подканалов, так и мощности сигнального множества.  Практическая значимость: представленный класс сигнально-кодовых конструкций позволяет эффективно учитывать и компенсировать влияние линейных искажений, характерных для реальных каналов передачи данных, обеспечивая при этом сравнительно небольшое значение пик-фактора передаваемых сигналов и тем самым улучшение коэффициента полезного действия передатчика. 


Об авторе

Ф. А. Таубин
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
Россия

Таубин Феликс Александрович - доктор технических наук, профессор кафедры информационных систем Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения.  В 1968 году окончил Ленинградский институт авиационного  приборостроения по специальности «Радиоэлектронные устройства систем управления».  В 1992 году защитил диссертацию на соискание ученой степени доктора технических наук.  Является автором более 80 научных публикаций, девяти патентов и двух изобретений. 

Область научных интересов —  цифровые системы связи, методы помехоустойчивого кодирования, широкополосные системы,  беспроводные сети.

Б. Морская ул., 67, Санкт-Петербург, 190000.

 



Список литературы

1. Benedetto S., Marsan M. A., Allegtendo G., Csachin E.Combined coding and modulation: theory and applications. IEEE Transactions on Information Theory,1988, vol. 34, no. 5, pp. 1121–1151. doi:10.1109/18.2631

2. Biglieri E., Divsalar D., McLane P. J., Simon M. K.Introduction to trellis coded modulation with application. New York, McMillan Publishing Company, 1991.576 p.

3. Anderson J. B., Svensson A., Helstrom W. Coded modulation systems. New York, Kluwer Academic / Plenum Publishers, 2003. 486 p.

4. Seidl M., Schenk A., Stierstorfer C., Huber J. B. Polar-coded modulation. IEEE Transactions on Communications, 2013, vol. 61, no. 10, pp. 4108–4119. doi:10.1109/TCOMM.2013.090513.130433

5. Xiao X., Hong Y., Viterbo E., Gupta A. Trellis coded modulation for informed receivers. Proceedings of2017 IEEE International Conference on Communications Workshops (ICC Workshops), Paris, France,2017, pp. 955–960. doi:10.1109/ICCW.2017.7962782

6. Carlisle C. J., Taylor D. P., Shafi M., Kennedy W. K.Performance bounds for trellis-coded modulation on time-dispersive channels. IEEE Transactions on Communications, 1994, vol. 42, no. 8, pp. 2534–2542. doi:10.1109/26.310613

7. Forney G. D., Ungerboeck G. Modulation and coding for linear gaussian channels. IEEE Transactions on Information Theory, 1998, vol. 44, no. 6, pp. 2384–2415. doi:10.1109/18.720542

8. Xia X.-G. Modulated coding for inter-symbol interference channels. New York, McGraw-Hill, 2001. 512 p.

9. Biglieri E. High level modulation and coding for nonlinear satellite channels. IEEE Transactions on Communications, 1984, vol. 32, no. 5, pp. 616–626.

10. Euboglu M. V., Qureshi S. U. Reduced-state sequence estimation for coded modulation on inter-symbol interference channels. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 1989, vol. 7, no. 6, pp. 989–995. doi:10.1109/49.29621

11. Taubin F. Reduced-state decoding for trellis coded modulation on nonlinear inter-symbol interference channels. Lecture Notes in Computer Science, 1994, vol. 829, pp. 88–96.

12. Misra A., Sarma K. K. TCM-coded OFDM assisted by ANN in wireless channels. International Journal of Smart Sensors and Ad Hoc Networks (IJSSAN), 2012, vol. 1, no. 3, pp. 50–55.

13. Chide N., Deshmukh S., Borole P. B., Chore N. An overview of OFDM variants and their applications. International Journal of Electronics Communication and Computer Engineering, 2013, vol. 4, pp. 47–51.

14. Таубин Ф. А. Сигнально-кодовые системы для линейного канала. Девятая Всесоюзная конференция по теории кодирования и передачи информации. Тезисы докладов. Одесса, 1998, ч. 3. С. 125–128.

15. Taubin F. Trellis coded multitone modulation for linear distortion channels. Proceedings of the IEEE International Workshop on Information Theory, 1994, Moscow, pp. 102–106.

16. Зяблов В. В., Коробков Д. Л., Портной С. Л. Высокоскоростная передача сообщений в реальных каналах. М.: Радио и связь, 1991. 288 с.

17. Kasturia S., Aslanis J. T., Cioffi J. M. Vector Coding for Partial Response Channels. IEEE Transactions on Information Theory, 1990, vol. 36, no 4, pp. 741– 762. doi:10.1109/18.53735

18. Riesz F., Nagy B. S. Functional analysis. London and Glasgow, 1956. 478 p.

19. Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. М.: Наука, 1971. 576 с.

20. Наймарк М. А. Линейные дифференциальные операторы. М.: Наука, 1969. 528 с.

21. Forney G. D. Coset codes — Part I: Introduction and geometrical classification. IEEE Transactions on Information Theory, 1988, vol. 34, no. 5, pp. 1121–1151. doi:10.1109/18.21245

22. Forney G. D. Coset codes — Part II: Binary lattices and related codes. IEEE Transactions on Information Theory, 1988, vol. 34, no. 5, pp. 1152–1187. doi:10.1109/18.21246

23. Calderbank A. Multilevel codes and multistage decoding. IEEE Transactions on Communications, 1989, vol. 37, no. 3, pp. 222–229. doi:10.1109/26.20095

24. Taubin F. A., Trofimov A. N. Pipeline decoding of embedded trellis codes: error-tolerance analysis. Problems Inform. Transmission, 1990, vol. 26, no. 4, pp. 332–343.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Таубин Ф.А. РЕШЕТЧАТЫЕ СИГНАЛЬНО-КОДОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ КАНАЛОВ С ЛИНЕЙНЫМИ ИСКАЖЕНИЯМИ. Информационно-управляющие системы. 2018;(5):66-78. https://doi.org/10.31799/1684-8853-2018-5-66-78

For citation: Taubin F.A. TRELLIS-CODED MODULATION FOR LINEAR DISTORTION CHANNELS. Information and Control Systems. 2018;(5):66-78. (In Russ.) https://doi.org/10.31799/1684-8853-2018-5-66-78

Просмотров: 94


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-8853 (Print)
ISSN 2541-8610 (Online)