Демодуляция и декодирование с мягким решением.

Разделение операций демодуляции и декодирования на приемной стороне несет услов. хар-р при исполнении помехоустойчивого двоичного блочного кода с длиной блока n можно разделить n последовательных канальных сигналов как один составной или сложной сигнал длительностью n T. Т.о. получим систему, в которой для передачи 2-х сообщений исполняется 2 сложных сигналов длительностью n каждый.

Для указанных сигналов можно построить прием, который обеспечивает минимальную возможную вероятность ошибочного приема сообщения, совмещают в себе функции демодулятора и декодирования. Он отображает каждую реализацию, длительностью n T на выходе канала в одно из 2-х сообщений, т.е. реализует декодирование в широком смысле.

Объединение операции демодуляции и декодирования.

Рассмотрим алгоритм работы оптического приемника кодирования сигналов. Будем считать, что элемент. 2-ичные сигналы на передаче противоположны и белым гауссовским шумом. Тогда считается, что энергия всех 2-х сложных сигналов одинаково, получаем выражение:

(t), t , j=0,…,2-1

Один из 2-х противоположных сигналов передаваемый составе 1-ого сложного сигнала по i-той позиции и определяемый i-ым кодовым символом , j.

Причем , j (-1,1) s(t) задан на интервале Т. в соответствии с предоставленной формулой сигнала по z(t) выключается , компоненты которые могут быть получены как отчеты с выхода фильтра, согласованного с элемент. сигналам s(t), затем вычисл. скалярное произведение с каждым. Скалярное произведение * может быть найдено с помощью цифрового фильтра, представленное на рис.1

Разница между декодированием с мягким и жестким решениями состоит в том, что жесткий декодер работает только с вектором у, а мягкий исполняет дополнительную информацию надежности компонент вектора у, которую можно получить на основе анализа величин
Чем больше величина , тем надежнее принятое в выходном блоке демодулятора жесткое решение уi. Демодулятор, выдающий на выходную дополнительную информацию о надежности своих решений, называемых демодулятор с мягким решением (выходом). Декодирование с мягким решением устраняет потери, связанные с принятием решений в блоке демодулятора, т.е. замена а на у. Оптимальным по помехоустойчивости алгоритмом мягкого декодирования является объединение операций демодуляции и декодирования. Поскольку, при мягком декодировании используется более полная информацию, о принятых символах, то следует ожидать получение меньших вероятностей ошибок для того же самого кода, что и при жестком декодировании.

17.СВЁРТОЧНЫЕ (РЕШЁТЧАТЫЕ) КОДЫ

Наиболее распространённым классом непрерывных кодов являются так называемые свёрточные коды, для которых операция формирования выходной последовательности по заданной входной последовательности является линейной.

Выходная последовательность кодера может быть представлена как цифровая свёртка входной информационной последовательности и импульсного отклика кодера (отсюда название кодов - свёрточные). Свёрточный код характеризуется следующими параметрами: 1) относительной скоростью кода 2) избыточностью 3) длиной кодового ограничения 4) порождающим полиномом кода 5) свободным расстоянием. Свёрточные коды являются частным случаем (линейной реализацией) так называемых решётчатых кодов. Решёткой называется ориентированный граф с периодически повторяющейся структурой "ячеек". Каждая ячейка содержит колонки из одинакового числа вершин (узлов), соединённых ребрами.

ММежду процедурой кодирования свёрточным кодом и решёткой имеется взаимно однозначное соответствие, которое задаётся следующими правилами: - каждая вершина (узел) соответствует внутреннему состоянию кодера; -ребро, исходящее из каждой вершины, соответствует одному из возможных символов источника (для двоичного источника из каждой вершины выходит два ребра - верхнее для О и нижнее для 1); - над каждым ребром отмечены значения символов, передаваемых в канал связи, если кодер находился в состоянии, соответствующем данной вершине и источник выдал символ, соответствующий данному ребру; - последовательность ребер (путь на решётке) - это последовательность символов, выданных источником. Свёрточные коды имеют следующие основные преимущества перед блоковыми при их использовании для исправления ошибок. 1)Они не требуют синхронизации по блокам, а лишь синхронизации коммутаторов К (на передаче и приёме). 2)Если кодовое ограничение v выбрать равным длине блокового кода, то исправляющая способность свёрточного кода оказывается больше, чем исправляющая способность такого блокового кода (при наилучшем выборе обоих кодов). 3)Алгоритм декодирования свёрточных кодов допускает простое обобщение на случай мягкого декодирования, что обеспечивает дополнительный энергетический выигрыш. 4)Свёрточные коды допускают простое объединение кодирования и модуляции (так называемая кодированная модуляция или сигнально-кодовые конструкции), что особенно важно при построении энергетически эффективных систем связи для каналов с ограниченной полосой частот.

18. КРИТЕРИИ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ ПРИЁМА НЕПРЕРЫВНЫХ

Сигнал на входе приёмника представляет собой суммарное колебание полезного сигнала s(t, b(t)) и шума N(t):

Z(t) = s(t, b(t)) + N(t).(8.1)

Шум N(t) будем здесь предполагать стационарным гауссовским процессом с односторонней спектральной плотностью мощности No.

Оптимальный демодулятор в общем случае представляет собой нелинейное устройство (нелинейный фильтр), обеспечивающее наилучшее (по заданному критерию) выделение сообщения (t) из принятого сигнала Z(t). Теория оптимального приёма непрерывных сообщений впервые была разработана В. А. Котельниковым. Мерой помехоустойчивости при передаче непрерывных сообщений может быть степень "отклонения" полученной оценки (t) от переданного сообщения b(t). Обычно применяется среднеквадратическое отклонение или средний квадрат ошибки: =

(8.2)

где усреднение берется по всем возможным реализациям b(t) и (t) с учетом совместного распределения w(b, ). Разность ε(t) = (t) – b(t) можно рассматривать как реализацию помехи Е(t) на выходе приёмника. Величина = - мощность помехи на выходе

приёмника. Отношение сигнал-помеха в канале, как уже отмечалось, может быть улучшено приёмником. Это улучшение зависит не только от способа приёма, но и от вида модуляции. Поэтому помехоустойчивость систем передачи непрерывных сообщений удобно оценивать выигрышем

При g > 1 отношение сигнал-помеха при демодуляции улучшается. В некоторых случаях g< 1, что означает, что система модуляции даёт не выигрыш, а проигрыш. В различных системах сигналы могут иметь различную ширину спектра, и поэтому при сравнительной оценке систем связи следует определять реальный или "обобщённый выигрыш системы" через отношение мощностей сигнала не к мощностям помехи, а к их средним спектральным плотностям:

(8.4), где

F - ширина спектра сигнала; F_c - ширина спектра сообщения.. На практике используют и другие критерии верности передачи непрерывных сообщений, например критерий разборчивости при передаче речевых сообщений,

критерий максимальной ошибки в телеметрии и др

Дата добавления: 2015-12-07