Кодиране на решетка
Лекции по теоретични основи на цифровата комуникация
9. Компромиси при използване на модулация и кодиране
Кодерът TCM с краен брой състояния за всеки интервал от символи избира едно от набора от сигнали, като по този начин формира предадената последователност от кодирани сигнали. Полученият шумен сигнал се открива и декодира от детектор/декодер, работещ в съответствие с принципа на максимална вероятност въз основа на меко вземане на решения. В стандартните системи, включващи модулация и кодиране, обикновено е обичайно да се описват и прилагат детектор и декодер отделно. В TCM системите обаче тези функции трябва да се разглеждат заедно. Ефективно кодиране може да се постигне, без да се жертва скоростта на предаване на данни или да се увеличи нито честотната лента, нито мощността [6, 31]. Отначало може да изглежда, че това твърдение нарушава някои от основните принципи на компромиса между мощността или честотната лента и вероятността за грешка. Имайте предвид, че тук все още има компромис, тъй като TCM ви позволява да постигнете ефективност на кодиране поради сложността на декодера.
Решетъчното кодиране комбинира набор от слоести/фазови модулационни сигнали с схема за кодиране на решетка. Терминът схема на кодиране на решетка се прилага за всяка кодираща система, която има памет (автомат на състоянието) като конволюционен код. Сигналите за многостепенна/фазова модулация имат съзвездия, съдържащи множество амплитуди, множество фази или комбинации от тези амплитуди и фази. С други думи, набор от TCM сигнали е най-добре представен от всеки набор от сигнали (повече от двоичен), векторното представяне на които може да бъде показано на равнина, подобна на тази, показана на фиг. 9.16, и за QAM сигнали. Схема за кодиране на решетка е схема, която може да се характеризира с диаграма на състоянието (решетка), подобна на диаграмите на решетките, описващи конволюционните кодове. Имайте предвид, че въпреки че конволюционните кодове, представени в Глава 7, са линейни, като цяло кодовете на решетките не трябва да бъдат линейни. Ефективността на кодирането може да бъде получена с помощта на блокови или решетъчни кодове, но тук ще бъдат разгледани само решетъчни кодове, тъй като присъствието Алгоритъм за декодиране на Витерби прави решетъчното кодиране просто и ефективно. Ungerboeck показа, че при наличието на AWGN шум схемата TCM може съвсем просто да даде обща ефективност на кодиране от около 3 dB в сравнение с некодирана система и с нарастваща сложност може да се получи ефективност от около 6 dB.