www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Сигналы и спектры 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 [ 195 ] 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358

носительно набора сигналов 4-РАМ [9]. В этом случае вследствие использования решетчатого кодирования будет иметь место только незначительное увеличение сложности передатчика. Задача декодирования в приемнике становится более сложной, однако использование больших интегральных схем (large scale integrated - LSI, БИС) и сверхскоростных интегральных схем (liigli-speed integrated circuit - VHSIC, ССИС) делает такой метод кодирования чрезвычайно привлекательным для достижения значительной эффективности кодирования без расширения полосы пропускания.

9.10.6. Многомерное решетчатое кодирование

В разделе 9.9.3 подчеркивалось, что при данной скорости передачи данных передача сигналов в двухмерном пространстве может давать ту же достоверность, что и передача в одномерном пространстве РАМ, но при меньшей средней мощности. Это достигается путем выбора точек сигналов на двухмерной решетке из области с кольцевой, а не прямоугольной границей. Выполняя подобное при более высоких размерностях, можем видеть, что потенциальная экономия энергии приближается к 1,53 дБ при N, стремящемся к бесконечности. В реальных системах при такой многомерной передаче сигналов можно достичь экономии энергии (эффективность исправления) порядка 1 дБ относительно одномерной передачи [21, 36, 37]. В стандарте высокоскоростных модемов V.34 определена 16-мерная модуляция QAM; используемый метод отображения битов в точки пространства высшей размерности называется отображением оболочки (shell mapping); соответствующая эффективность исправления равна 0,8 дБ [16]. Используя четырех-, восьми- и шестнадцатимерное множество сигналов, можно получить некоторые преимущества по сравнению с обычными двухмерными схемами - меньшие двухмерные блоки множества, повышение устойчивости к неопределенности фазы, более выгодные компромиссы между эффективностью кодирования и сложностью реализации. Множество подобных систем представлено и охарактеризовано в работе [36]. (Читателям, заинтересованным в дальнейшем изучении кодовой модуляции, в частности решетчатого кодирования, рекомендуется обратиться к работам [38-46].)

9.11. Резюме

В этой главе объединены некоторые вопросы модуляции и кодирования, рассмотренные в предьщущих главах. Здесь пересмотрены основные задачи разработки системы: получение максимальной скорости передачи информации при одновременном снижении вероятности возникновения ошибки и значения EtlNo, сужении полосы пропускания и уменьшении слохсности. Компромиссы были изучены эвристически в двух плоскостях: вероятность появления ошибки и эффективность использования полосы частот. Первая явно иллюстрирует компромисс между Еь/No и Рв, плюс неявно отображает расход полосы пропускания. На второй показан компромисс между R/W и Eb/No при неявном изображении поведения Рд. Кроме того, в этой главе описаны типичные шаги, которые предпринимаются при удовлетворении требований к полосе пропускания, мощности и вероятности появления ошибок в системе цифровой связи. Здесь также рассматриваются некоторые ограничения, которые делают невозмохсным неограниченное повышение производительности. Согласно критерию Найквиста, полосу пропускания нельзя сужать бесконечно. Сушествует теоретический предел; для передачи R, символов/с без межсимвольной интерференции нужно задействовать, как минимум, RJ2 Гц полосы пропускания. Теорема Шеннона-Хартли связана с компро-

9.11. Резюме tt- -i it.) gt; 611



миссом между мощностью и полосой пропускания, а также определяет другое важное ограничение - предел Шеннона. Предел Шеннона, равный -1,6 дБ, - это минимальное теоретически возможное значение EtlNo, которое (совместно с канальным кодированием) необходимо для получения сколь угодно низкой вероятности возникновения ошибки в канале AWGN. Более общим ограничением является значение пропускной способности канала, превышение которой автоматически запрещает безошибочную передачу сигналов. В этой главе также изучены некоторые схемы модуляции с эффективным использованием полосы пропускания, такие как манипуляция с минимальным сдвигом (minimum shift keying - MSK), квадратурная амплитудная модуляция (quadrature amplitude modulation - QAM) и решетчатое кодирование. Последний метод позволяет достичь эффективного кодирования без потерь в полосе пропускания.

Литература

1. IEEE Personal Communications. Special Issue on Software Radio, vol. 6, n. 4, August, 1999.

2. Nyquist H. Certain Topic on Telegraph Transmission Theory. Trans. AIEE, vol. 47, April, 1928, pp. 617-644.

3. Shannon C. E. A Mathematical Theory of Communication. BSTJ, vol. 27, 1948, pp. 379-423, 623-657.

4. Shannon C. E. Communication in the Presence of Noise. Proc. IRE, vol. 37, n. 1, January, 1949, pp. 10-21.

5. Bedrosian E. Spectrum Conservation by Efficient Channel Utilization. Rand Соф., Report WN-9275-ARPA, Contract DAHC-15-73-C-0181, Santa Monica, California, October, 1975.

6. Ungerboeck G. Trellis-Coded Modulation with Redundant Signal Sets. Part I and Part II. IEEE Comunications Magazine, vol. 25, РеЬшагу, 1987, pp. 5-21.

7. Hodges M. R. L. The GSM Radio Interface. British Telecom Tech. J., vol. 8, n. 1, January, 1990, pp. 31-43.

8. Anderson J. B. and Sundberg C-E. W. Advances in Constant Envelope Coded Modulation. IEEE Commun., Mag., vol. 29, n. 12, December, 1991, pp. 36-45.

9. Clark G. C. Jr. and Cain J. B. Error Correction Coding for Digital Communications. Plenum Press, New York, 1981.

10. Lindsey W. C. and Simon M. K. Telecommunication Systems Engineering. Prentice-Hall, Englwood Cliffs, NJ, 1973.

11. Sklar B. Defining, Designing, and Evaluating Digital Communication Systems. IEEE Commun. Mag., vol. 31, n. 11, November, 1993, pp. 92-101.

12. Kom I. Digital Communications. Van Nostrand Reinhold Co., New York, 1985.

13. Viterbi A. J. Principles of Coherent Communications. McGraw-Hill Book Co., New York, 1966.

14. Lin S. and Costello D. J., Jr. Error Control Coding: Fundamental and Applications. Prentice-Hall, Englwood Cliffs, NJ, 1983.

15. Odenwalder J. P. Error Control Coding Handbook. Linkabit Софогайоп, San Diego, California, July, 15, 1976.

16. Forney G. D., Jr., et. al. The V.34 High-Speed Modem Standard. IEEE Communications Magazine. December, 1996.

17. Pasupathy S. Minimum Shift Keying: A Spectrally Efficient Modulation. IEEE Commun. Mag., July, 1979, pp. 14-22.

18. Gronemeyer S. A. and McBride A. L. MSK and Offset QPSK Modulation. IEEE Trans. Commun., vol. COM-24, August, 1976, pp. 809-820.

19. Simon M. K. A Generalization of Minimum Shift Keying (MSK) Type Signaling Based Upon Input Data Symbol Pulse Shaping. IEEE Trans. Commun., vol. COM-24, August, 1976, pp. 845-857.

20. Leib H. and Pasupathy S. Inherent Error Control Properties of Minimum Shift Keying. IEEE Communications Mag., vol. 31, n. 1, January, 1993, pp. 52-61.



21. Forney G. D. Jr. et. al. Efficient Modulation for Bandlimited Channels. IEEE J. Selectd Areas in Commun., vol. SAC-2, n. 5, September, 1984, pp. 632-647.

22. Thomas C. M., Weidner M. Y. and Durrani S. H. Digital Amplitude-Phase Keying with M-ary Alphabets. IEEE Trans. Commun., vol. COM-22, n. 2, Febniary, 1974, pp. 168-180.

23. Lucky R. W. and Hancock J. C. On the Optimum Performance of N-ary Systems Having Two Degrees of Freedom. IRE Trans, on Commun. Sys., vol. CS-10, June, 1962, pp. 185-192.

24. Campopiano C. N. and Glazer B. G. A Coherent Digital Amplitude and Phase Modulation Scheme. IRE Trans, on Commun. Sys., vol. CS-10, June, 1962, pp. 90-95.

25. Cahn C. R. Combined Digital Phase and Amplitude Modulation Communication Systems. IRE Trans, on Commun. Tech., September, 1960.

26. Foschini G. J. and Gitlin R. D. Optimization of Two Dimensional Signal Constellations in the Presence of Gaussian Noise. IEEE Trans. Commun., vol. COM-22, n. 1, January, 1974, pp. 23-38.

27. Welti G. R. and Jhong S. L. Digital Transmission with Coherent Four-Dimensional Modulation. IEEE Trans. Inform. Theory, vol. IT-20, n. 4, July, 1974, pp. 497-502.

28. Gersho A. and Lawrence V. B. Multidimensional Signal Constellations for Voice-band Data Transmission. IEEE J. Selected Areas in Commun., vol. SAC-2, n. 5, September, 1984, pp. 687-702.

29. Zetterberg L. H. and Brandstrom H. Codes for Combined Phase and Amplitude Modulated Signals in a Four-Dimensional Space. IEEE Trans. Commun., vol. COM-25, n. 9, September, 1977, pp. 943-950.

30. Wilon S. G., Sleeper H. A. and Stinath N. K. Four-Dimensional Modulation and Coding: An Alternative to Frequency Reuse. IEEE 1984 Intl. Commun. Conf, pp. 919-923.

31. Ungerboeck G. Channel Coding with Multilevel/Phase Signals. IEEE Trans. Inform. Theory, vol. IT-28, January, 1982, pp. 55-67.

32. Forney G. D. The Veterbi Algorithm. Proceedings of the IEEE, vol. 61, n. 3, March, 1978, pp. 268-278.

33. Divsalar D., Simon M. K. and Yuen J. H. Trellis Coding with Asymmetric Modulations. IEEE Trans. Commun., vol. COM-35, n. 2, Febniary, 1987.

34. Wei J.-F. Rotationally Invariant Convolutional Channel Coding with Expanded Signal Space - Parts I and IL IEEE J. Sel. Areas Commun., vol. SAC-2, no. 5, September, 1984, pp. 659-686.

35. Thapar H. K. Real-Time Application of Trellis Coding to Highspeed Voiceband Data Transmission. IEEE J. Sel. Areas Commun., vol. SAC-2, n. 5, September, 1984, pp. 648-658.

36. Wei J.-F. Trellis-Coded Modulation with Multidimensional Constellations. IEEE Trans. Inforantion Theory, vol. IT-33, n. 4, July, 1987, pp. 483-501.

37. Tretter S. A. An Eight-Dimensional 64-State Trellis code for Transmitting 4 Bits Per 2-D Symbol. . IEEE J. on Sel. Areas of Commun., vol. 7, n. 9, December, 1989, pp. 1392-1395.

38. Kato S., Morikura M. and Kubota S. Implementation of Coded Modems. IEEE Communications Magazine, vol. 29, n. 12, December, 1991, pp. 88-97.

39. Special Issue on Coded Modulation. IEEE Communication Magazine, vol. 29, n. 12, December, 1991.

40. Biglieri E., et. al. Introduction to Trellis-Coded Modulation with Applicatin. MacMillan, New York, NY, 1991.

41. Edbauer F. Performance of Interleaved Trellis-Code Differential 8-PSK Modulation over Fading Channels. IEEE J. on Selected Areas in Commun., vol. 7, n. 9, December, 1989, pp. 1340-1346.

42. Rimoldi B. Design of Coded CPFSK Modulation Systems for Bandwidth and Energy Efficiency. IEEE Transactions on Communications, vol. 37, n. 9, September, 1989, pp. 897-905.

43. Viterbi A. J., et. al. A Pragmatic Approach to Trellis-Coded Modulation. IEEE Communications Magazine, vol. 27, n. 7, July, 1989, pp. 11-19.

44. Divsalar D. and Simon M. K. The Design of Trellis Coded MPSK for Fading Channels: Performance Criteria. IEEE Trans, on Comm., vol. 36, n. 9, September, 1988, pp. 1004-1012.

45. Divsalar D. and Simon M. K. The Design of Trellis Coded MPSK for Fading Channels: Set Partitioning for Optimum Code Design. IEEE Trans, on Comm., vol. 36, n. 9, September, 1988, pp. 1013-1021.

46. Divsalar D. and Simon M. K. Multiple Trellis Coded Modulation (MTCM). IEEE Trans, on Commun., vol. 36, n. 4, April, 1988, pp. 410-419.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 [ 195 ] 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358