Системы и сети связи
  Гаджеты Психология отношений Здоровье Библиотека  
Многоканальные телекоммуникационные системы
Введение в цифровой способ передачи сигналов
Преобразование сигналов в СЦТС
Мультиплексоры СЦТС
Технология WiMAX
Общие сведения о WiMAX
Передача сигналов в WiMAX
Многоантенные технологии в WiMAX-системах связи
Средства обеспечения безопасности
Описание стандарта IEEE 802.16-2004
Физический уровень
Сведения о стандарте IEEE 802.16e
Оборудование WiMAX
Технология LTE
Введение в LTE
Понятие радиоинтерфейса
Средства связи с подвижными объектами
Основы построения ССсПО
Кодирование речи в ССсПО
Цифровая модуляция
Модели распространения радиоволн
Модели физического уровня беспроводных сетей
Канальный уровень беспроводных сетей
Основные характерис- тики систем связи с ПО
GSM-900 и DSC-1800
CDMA
Хэндовер
Цифровые системы второго поколения
Транкинговые системы
Беспроводные системы
Цифровые радио- релейные линии связи
Основные положения
Системы спутниковой связи с ПО
Принципы построения
Зоны обслуживания
 

Средства связи с подвижными объектами: Канальный уровень беспроводных сетей


1. Особенности построения протоколов множественного доступа для сетей подвижной связи с интеграцией услуг
2. Особенности построения протоколов множественного доступа для сетей подвижной связи с интеграцией услуг. Множественный доступ с кодовым разделением каналов
3. Методы моделирования протоколов множественного доступа
- Пуассоновские модели (или S-G моделирование)
- Марковские модели
- Феноменологическая модель PRMA
- Модель источника речи
- Модель процесса передачи речи в протоколе PRMA
4. Кодирование с исправлением ошибок в беспроводных каналах
5. Двоичный линейный блочный код
6. Декодирование с жестким решением
7. Блочное кодирование и перемежение
8. Кодированная модуляция
9. Адаптивная кодированная модуляция

Кодированная модуляция


        Теорема Шеннона показывает возможность снижения как требуемой энергии сигнала, так и ширины полосы на основе использования кодирования. Однако традиционные способы кодирования с исправлением ошибок, такие, например, как блочные и сверточные коды, позволяют снизить мощность передачи сигнала за счет расширения полосы рабочих частот, поскольку добавленные избыточные биты увеличивают битовую скорость передачи.
        Появление спектрально-эффективного кодирования связано с разработкой кодированной модуляции для совместной оптимизации модуляции и кодирования с исправлением ошибок. Эта совместная оптимизация позволяет получить значительный выигрыш при использовании кодирования без расширения полосы рабочих частот. Первая разработанная модуляция с решетчатым кодированием, в которой используется многоуровневая/фазовая модуляция сигнала и простое сверточное кодирование, продолжает превосходить более новые разработки.
        Существует пять элементов, необходимых для получения кодированной модуляции:
        1) обычный кодер, блочный или сверточный, который преобразует k некодированных информационных битов в k + r кодированных;
        2) селектор подмножества, который использует кодированные биты для выбора одного из 2^(n+k) подмножеств созвездия N-мерных сигналов;
        3) селектор точек, который использует n — k дополнительных некодированных бита для выбора одной из 2^(n-k) сигнальных точек в выбранном подмножестве;
        4) карта созвездия, которая преобразует выбранную точку из N-мерного пространства в последовательность из N/2 точек в двумерном пространстве;
        5) модулятор QAM.
        Первые две ступени называют канальным кодированием, а остальные — кодированием, или модуляцией источника.

        На рис. 1 показана основная схема решетчатого кодирования. Приемник, по существу, реализует шаги обратные модуляции и кодированию: после демодуляции сигналов QAM и обратного преобразования 2/N созвездия декодирование выполняется в два этапа: на первом этапе определяются точки в пределах каждого подмножества, которые находятся ближе всего к точкам принимаемого сигнала; на втором вычисляется последовательность подмножеств по методу максимального правдоподобия.
        Оптимальное формирование совокупности созвездия сигналов обеспечивает дополнительно 1,53 дБ выигрыша от формы (для асимптотически большого N) независимо от схемы канального кодирования. Однако улучшение характеристики, достигаемое за счет выигрыша от формы, компенсируется соответствующей сложностью отображения созвездия, которое растет экспоненциально с N. Размер созвездия на передаче определяется средним ограничением мощности и не влияет на выигрыш от кодирования источника (или канала).
        Выигрыш от кодирования канала вытекает из выбора всех возможных последовательностей сигнальных точек. Если рассматривать последовательность из N входных битов как точку в N-мерном пространстве (пространство последовательности), то этот выбор используется для гарантии какого-то минимального расстояния dmin в пространстве последовательности между возможными входными последовательностями. Ошибки обычно появляются тогда, когда последовательность приобретает форму своего ближайшего соседа, и в каналах с АБГШ эта вероятность ошибки является убывающей функцией dmin^2. Таким образом, можно уменьшить вероятность ошибки за счет увеличения зазора между каждой точкой в пространстве последовательности на фиксированную величину («растяжение» пространства). Однако это приведет к пропорциональному увеличению мощности. При этом никакого выигрыша от сетевого кодирования не получается. Поэтому эффективное усиление мощности канального кода является минимальным квадратом расстояния между допускаемыми точками последовательности (точки последовательности, полученные в результате кодирования), умноженными на плотность допустимых точек последовательности.
        Кодирование каналов осуществляется с использованием разбиения совокупности решеток. Решетка — это дискретная совокупность векторов в реальном евклидовом N-пространстве, которая формирует группу при обычном сложении векторов, поэтому сумма или разность любых двух векторов в решетке также находится в решетке. Подрешетка — это подмножество решетки.
        Пространство последовательности для некодированной модуляции M-QAM является N-кубом, поэтому минимальное расстояние между точками определяется аналогично двумерному случаю. Путем ограничения входных последовательностей тем, что они лежат на решетке в N-пространстве, которое является более плотным, чем в N-кубе, можно увеличить dmin, поддерживая при этом одну и ту же плотность (или, что эквивалентно, одну и ту же среднюю мощность) в совокупности передаваемых сигналов. N-куб — это решетка, однако для каждого N > 1 существуют более плотные решетки в N-мерном пространстве. Нахождение самой плотной решетке в N-мерном пространстве — хорошо известная математическая проблема, и она была решена для всех N, для которых сложность декодера является управляемой. После того как стала известна самая плотная решетка, можно сформировать подмножества разбиения или смежные классы решетки путем преобразования любой подрешетки. Выбор разбиения подрешетки будет определять размер разбиения, т.е. число подмножеств, которые селектор подмножеств должен выбрать.
        Далее информационные биты передаются двумя способами: через последовательность смежных классов, из которых выбираются точки совокупности, и через точки, выбранные в пределах каждого смежного класса. Плотность решетки определяет расстояние между точками в пределах смежного класса, тогда как расстояние между последовательностями подмножеств, по существу, определяется свойствами двоичного кода кодера Е и его избыточности r.

 
 
Motoking
ICQ: 489-725-489
E-mail: iMoto88@mail.ru