Активное освоение телекоммуникационного пространства требует все более сложных подходов к проблеме управления колебаниями. Один из результативных способов управления колебаниями был найден в результате совмещения функций модуляции и кодирования. Комбинации систем модуляции и кодирования позволили к настоящему времени создать целое семейство энергетически эффективных видов модуляции с высокой спектральной эффективностью и достоверностью передачи информации.
Предельные возможности систем передачи информации, как известно, определяются величиной пропускной способности канала связи С, которая, в соответствии с теоремой К. Шеннона, находится из выражения
, (6)
где 
– средняя мощность шума в полосе
частот 
;
- средняя мощность сигнала;
- энергия, расходуемая при передаче
одного бита информации;
– скорость передачи информации.
Построив по выражению (6) зависимость удельной скорости передачи информации от отношения сигнал/шум, как показано на рис. 21.1, несложно определить потенциальные возможности систем передачи информации. К. Шеннон доказал, что возможности любой системы передачи информации находятся ниже линии, показанной на рис. 21.1. Эту линию стали называть границей (пределом) Шеннона, и при построении систем передачи информации стремятся максимально приблизиться к границе Шеннона при малой вероятности ошибочного приёма.
При построении систем связи инженер старается реализовать следующие требования:
- минимизировать вероятность битовой ошибки;
-
уменьшить отношение энергии, расходуемой на передачу одного бита, к
спектральной мощности шума 
;
- максимально увеличить скорость передачи информации;
- максимально возможно сократить занимаемую системой полосу рабочих частот.
Перечисленные выше противоречивые требования и дополнительные ограничения (теоремы Шеннона, Котельникова, сложность реализации и т.п.) заставляют разработчиков систем передачи информации выбирать компромиссные решения. Например, применение многопозиционных видов модуляции позволяет значительно увеличить скорость передачи сообщений, что одновременно связано с проблемой слабой помехоустойчивости, так как при большом ансамбле точек в сигнальном созвездии и малом расстоянии между ними, называемом Хеминговым расстоянием, приёмнику легче ошибиться, чем
 |
Рис. 21.1. Взаимосвязь удельной скорости передачи информации
и отношения сигнал/шум в канале связи
Результатом компромиссных решений стали новые виды модуляции, совмещающие многоуровневую АФМ с помехоустойчивым кодированием. При этом в сигнальное созвездие вносится избыточность, необходимая для реализации помехоустойчивого кодирования. Выбор способа модуляции и вида кодирования весьма широк и сводится к поиску таких сигнальных конструкций, при которых бы обеспечивалась высокая скорость передачи информации и высокая помехоустойчивость одновременно.
Использование кодов, исправляющих ошибки, требует расширения занимаемой сигналом полосы частот для включения в информационный поток избыточных бит. Но в 90-х годах появились схемы [12], объединяющие модулятор с кодером и позволяющие повысить помехоустойчивость без расширения полосы частот. Эти методы стали называть решетчатым кодированием или треллис-модуляцией – ТСМ (Trellis Coded Modulation).
В схемах ТСМ используется память о предыдущем состоянии передаваемых небинарных информационных посылкок. Методы ТСМ основаны на том, что при анализе переданной в канал посылки, вырабатывается решение о виде следующей за ней посылки, каждый раз в максимальной степени декоррелированной с уже посланной. Кодер для передачи каждого символа информации из сигнального созвездия выбирает набор сигналов, при котором вероятность ошибки декодера будет минимальной.
Выбранная по какому-либо правилу комбинация помехоустойчивого кода и конкретной КАМ в отечественной литературе получила название сигнально-кодовой конструкции (СКК). При этом число сигнальных точек увеличивают, прибавляя к информационным битам один избыточный, получаемый за счёт сверточного кодирования.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
