Повышение энергетической эффективности телекоммуникационных радиосистем передачи аудиоинформации

• Автор: Ерохин, Сергей Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 с. : ил.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ И КЛАССИФИКАЦИЯ ЦИФРОВЫХ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ РАДИОСИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ ЗВУКОВЫХ ВЕЩАТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ

1.1. Модели каналов и классификация цифровых ТКРС ЗВС

1.2. Типовая функциональная схема цифровых ТКРС ЗВС

1.3. Кодирование канала и модуляция в Системе А

1.4. Кодирование канала и модуляция в Системе В

1.5. Оценка спектральной и энергетической эффективности Систем А и В

Выводы но первой главе

ГЛАВА 2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОНЦЕПЦИИ ТУРБОКОДИРОВАНИЯ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЦИФРОВЫХ СИСТЕМ СВЯЗИ

2.1. Принципы построения кодеров турбокодов

2.2. Параметры турбокодов

2.3. Сверточные турбокоды
2.4. Блочные турбокоды
2.5. Критерии выбора параметров перемежителей
2.6. Принципы итеративного декодирования
2.7. Сравнительный анализ алгоритмов декодирования
2.8. Повышение эффективности итеративного декодирования в радиосистемах
передачи аудиосигналов
Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА КОДЕКОВ ТУРБОКОДА ДЛЯ ЦИФРОВЫХ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ РАДИОСИСТЕМ
3.1. Разработка универсальной методики выбора параметров кодеков турбокода
3.2. Разработка кодека турбокода для Системы А
3.3. Разработка кодеков турбокода для Систем В
Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА ЦИФРОВЫХ КАНАЛОВ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ РАДИОСИСТЕМАХ
4.1. Исходные предпосылки
4.2. Оценка помехоустойчивости цифрового каната передачи данных
4.3. К вопросу об оценке качества цифрового вещательного каната
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
Сокращение Расшифровка
АБГШ - аддитивный белый гауссовский шум
АКСО - аппаратура комплексного статистического оценивания
АМ - амплитудная модуляция
АМП - алгоритм максимального правдоподобия
АФМ - амплитудно-фазовая модуляция
АЦП - аналого-цифровой преобразователь
АЧХ - амплитудно-частотная характеристика
АЭВК - асимптотический энергетический выигрыш кодирования
БПФ - быстрое преобразование Фурье
БЧХ - Боуза-Чоудхури-Хоквингема код
ВРК - временное разделение каналов
ВС/ЗВС - вещательный сигнал / звуковой вещательный сигнал
ВЧ - высокие частоты (3...27 МГц)
ГО - геостационарная орбита ИСЗ
ДКО - длина кодового ограничения
дкп - двоичный канал с памятью
ДСК - дискретный (двоичный) симметричный канал
дскс - двоичный симметричный канал со стиранием
зс - звуковой сигнал / земная станция (спутниковой связи)
зв /сзв - звуковое вещание / сигнал звукового вещания
икм - импульсно-кодовая модуляция
ип - испытательная программа
иез - искусственный спутник Земли
КАМ - квадратурная амплитудная модуляция
кзв - канал звукового вещания
кп - кодовая последовательность
КС - кодовое слово
лов - логарифмическое отношение правдоподобия
МАВ - максимальная апостериорная вероятность
мв-чм - частотная модуляция на метровых волнах
мксо - метод комплексного статистического оценивания
мси - межеимвольная интерференция
мсэ - Международный Союз Электросвязи (1Ти)
мэк - Международная Комиссия по Электротехнике (1ЕС)
НГВО - нижняя граница вероятности ошибки на бит
нсс - наземно-спутниковая (комбинированная) система
нтд - нормативно-техническая документация
НЦРВ - непосредственное цифровое радиовещание
ОБПФ - обратное быстрое преобразование Фурье
осм - относительная средняя мощность
ОСШ - отношение сигнал/шум
ОФМ - относительная фазовая модуляция
ПАМ - психоакустическая модель
ПК - персональный компьютер
ПО - подвижный объект
ПСП - псевдослучайная последовательность
РР - регламент радиосвязи
PC - Рида-Соломона код
РСК - рекурсивный сверточный код
РСП - радиосистема передачи
РУ - решающее устройство
РЧС - радиочастотный спектр
СБИС - сверхбольшая интегральная схема
СВЧ - сверхвысокие частоты
СК - сверточный код
СКК - сигнально-кодовая конструкция
СКО - среднеквадратическое отклонение
СПРС - сотовая подвижная радиосвязь
ССИ - субъективно-статистические испытания
ТК - турбокод
ФМ - фазовая модуляция
ФЧХ - фазочастотная характеристика
ЦАП - цифроаналоговый преобразователь
ЦРВ - цифровое радиовещание
ЦРСП - цифровая радиосистема передачи
4M - частотная модуляция (FM)
ЧРК - частотное разделение каналов
ЭВК - энергетический выигрыш кодирования
BER - Bit Error Rate (вероятность ошибки на бит)
CDM - Code Division Multiple (кодовое разделение)
COFDM - Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex
(ортогональное частотное мультиплексирование с использованием помехоустойчивого кодирования)
CRC - Cyclic Redundancy Check (циклическая проверка на
четность)
DAB - Digital Audio Broadcasting (цифровое радиовещание)
T-DAB - Terrestrial DAB (наземное ЦРВ в формате DAB)
S-DAB - Satellite DAB (спутниковое ЦРВ в формате DAB)
DRM - Digital Radio Mondiale (концепция цифрового радиовещания
на частотах ниже 30 МГц)
DSB - Digital Sound Broadcasting (цифровое звуковое вещание)
DSP - Digital Signal Processing (цифровой сигнальный процессор)

- технологические ограничения (например, состояние современной элементной базы и комплектующих).
Известно, что помехоустойчивое кодирование является одним из самых эффективных способов повышения энергетической эффективности цифровых систем связи и вещания [27,28,33,37,102].
Существенным прорывом в области помехоустойчивого кодирования было появление нового класса помехоустойчивых кодов - турбокодов (ТК), предложенных в 1993 году Берроу, Главьекс и Цитимаджимой (С. Berrou, A. Glaviux и P. Thitimajshima) [52, 56, 59]. По значимости оказанного влияния на теорию и практику помехоустойчивого кодирования некоторые исследователи сравнивают появление турбокодов с предложенным Унгербоеком решетчатым кодированием [33].
Уже в первых работах было показано, что использование турбокодов позволяет достичь вероятности ошибки на бит Рош—10'5 для каналов с АБГШ с отношением сигнал/шум Еь/No = 0,7 дБ, что всего на 0,5 дБ меньше теоретической границы Шеннона. При этом использовался турбокод с относительной
информационной скоростью Л = ^, в качестве составляющих кодов использовались два идентичных рекурсивных сверточных кода, применялся матричный перемежитель с базой перемежения 65000 элементов, вид модуляции - ФМ-2 (BPSK). Сравнительные характеристики турбокодов, блочных и сверточных кодов, применяемых в различных цифровых системах связи, показаны на рис. 2.1.
По структуре построения кодера турбокод можно отнести к классу компонентных кодов (constituent code): кодер турбокода образуется при параллельном каскадировании двух и более кодов.
Структурная схема кодера турбокода с относительной информационной
скоростью R = * ^ приведена на рис. 2.2.