Анализ эффективности применения ТСМ кодирования в ЦСП на основе технологии мультиплексирования с ортогональным частотным раздел

ТСМ
кодирование
Приблизительно с 1984 года возникает активный интерес к схемам, где модуляция объединяется с кодированием; такие схемы называются решетчатым кодированием (trellis-coded modulation — ТСМ).
Эти схемы позволяют повысить достоверность передачи, не расширяя при этом полосу частот сигнала.
При наличии шума AWGN схема ТСМ довольно просто может дать суммарную эффективность кодирования порядка 3 дБ по сравнению с не кодированной системой, а при увеличении сложности можно получить эффективность порядка 6 дБ

Разбиение Унгербоека
Отображение кода в сигнал, следующее из последовательного разбиения множества модулирующих сигналов на подмножества с возрастающими минимальными расстояниями do
Для схемы ТСМ переходы в решетке помечаются модулирующими сигналами.

Отображение сигналов на переходы решетки
Унгербоек разработал эвристический набор правил назначения сигналам соответствующих ветвей переходов решетки для получения эффективности кодирования, который позволяет сделать адекватный выбор состояний решетки. Правила построения решетки и разбиения множества сигнала (для модуляции 8-PSK) можно кратко изложить следующим образом.
1. Если за один интервал модуляции кодируется к бит, решетка должна разрешать для каждого состояния 2к возможных перехода в последующее состояние.
2. Между парой состояний может существовать более одного перехода.
3. Все сигналы должны появляться с равной частотой и обладать высокой регулярностью и симметрией.
4. Переходы с одинаковым исходным состоянием присваиваются сигналам либо из подмножества Во, либо В1 — их смешение недопустимо.
5. Переходы с одинаковым конечным состоянием присваиваются сигналам либо из подмножества Во, либо В1— их смешение недопустимо.
6. Параллельные переходы присваиваются сигналам либо из подмножества Со, либо С1 либо С2, либо С3 — их смешение недопустимо.

Сигнальные созвездия для 16-КАМ

Общая структура комбинированного кодера/модулятора
Блок из т информационных символов делится на две группы длиной k1 и k2. k1 символов кодируются в n символов, в то время как к2 символа остаются не кодированными. Затем п символа кодера используются для выбора одного из 2n возможных подобразов в расчлененном ансамбле сигналов, в то время как k2 символа используются для выбора одной из 2k2 сигнальных точек в каждом подобразе.
Если к2 = 0, все т информационных символа кодируются.

Модель ТСМ кодирования

Сравнение модуляторов для различных значений С/Ш

Созвездие и энергетический спектр сигнала при отношении С/Ш = 5 дБ в схеме с ТСМ-16

Созвездие и энергетический спектр сигнала при С/Ш = 20 дБ в схеме с ТСМ-16.

Созвездие и энергетический спектр сигнала при С/Ш= 40дБ в схеме с ТСМ-16

Зависимость отношения С/Ш от количества ошибок в канале с АБГШ