Характеристики МПД
Download
1 / 21

Характеристики МПД в гауссовских каналах - PowerPoint PPT Presentation


  • 175 Views
  • Uploaded on

Характеристики МПД в гауссовских каналах. Новые субоптимальные декодеры. д. т. н. В. В. Золотарёв. 0 1 0 0 0?1110? 01? 0 1 # ?. Основное ограничение теории информации для кодирования. Всегда должно выполняться условие R<C !

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Характеристики МПД в гауссовских каналах' - shae


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

Характеристики МПД в гауссовских каналах

Новые субоптимальные декодеры

д. т. н. В. В. Золотарёв

0 1 0 0 0?1110? 01? 0 1 # ?


Основное ограничение теории информации для кодирования

  • Всегда должно выполняться условие

  • R<C !

  • В этом случае существуют системы кодирования, которые могут обеспечить передачу цифровой информации со сколь угодно малой вероятностью ошибки, если длина блока данных будет достаточно велика.

В.В.Золотарёв Характеристики МПД алгоритмов


По возможности - проще!!! Пример кодера для свёрточного кода с той же кодовой скоростью R=1/2.

В.В.Золотарёв Характеристики МПД алгоритмов


Пределы корректирующих свойств двух классов кодов

В.В.Золотарёв Характеристики МПД алгоритмов


Нижние оценки вероятностей ошибки оптимального декодирования блоковых кодов с R=1/2 в ДСК.Даже коды длины n=1000 неэффективны при вероятности ошибки в канале Ро>0.08. А теория-то утверждает, что можно успешно работать при Ро<0.11, поскольку при этом будет выполняться условие C>1/2. И ведь это переборные методы!

В.В.Золотарёв Характеристики МПД алгоритмов


Главная проблема теории помехоустойчивого кодирования

  • 1.Найти и исследовать методы более простого непереборного декодирования принятых из канала с шумом сообщений.

  • 2. Обеспечить такое качество декодирования этими методами, чтобы оно было по возможности ближе к эффективности переборных процедур.

  • 3.Максимально учитывать потребности и условия применения кодирования в реальных системах связи.

В.В.Золотарёв Характеристики МПД алгоритмов


Пороговые декодеры: это очень простоОбратим внимание: Это действительно простейшая схема исправления многих ошибок!

В.В.Золотарёв Характеристики МПД алгоритмов


Но эффективность ПД - мизерна! До Ро=0.11 тоже чрезвычайно далеко.

В.В.Золотарёв Характеристики МПД алгоритмов


Такой может быть схема простейшего блокового МПД

  • МПД отличается от обычного ПД только наличием нового разностного регистра RR, в котором отмечаются отличия информационных символов- текущих решений декодера от принятых из канала символов.

RR

В.В.Золотарёв Характеристики МПД алгоритмов


А это простейшего блокового МПДсвёрточный многопороговый декодер для кода с R=1/2, d=5 и 3 итерациями

Рис. 1. Многопороговый декодер сверточного СОК с R=1/2, d=5 и nA=14

RR

RR

В.В.Золотарёв Характеристики МПД алгоритмов


Многопороговые декодеры простейшего блокового МПД (МПД) для гауссовских каналов

  • Разработаны и глубоко исследованы за 30 лет многопороговые декодеры, очень мало отличающиеся от обычных чрезвычайно простых классических пороговых процедур, предложенных Дж. Месси

  • Главное свойство МПД- при каждом изменении декодируемых символов его новое решение приближается к оптимальному.

В.В.Золотарёв Характеристики МПД алгоритмов


Основные следствия из свойств МПД

  • Если МПД достаточно долго изменяет символы принятого сообщения, он может достичь решения оптимального декодера (ОД) при линейной сложности декодирования.

  • Обычно решения ОД - результат экспоненциально растущего с длиной кода перебора , а тут -линейная сложность?

В.В.Золотарёв Характеристики МПД алгоритмов


Решенные проблемы МПД МПД

  • 1. Полностью решена сложнейшая задача оценки размножения ошибок (РО) в ПД

  • 2. Построены коды с минимальным РО

  • 3. Созданы 4 поколения аппаратуры кодирования, реализующей алгоритм МПД.

  • 4. Самое главное : Сохранена минимально возможная сложность декодирования, характерная для обычного ПД.

  • 5.Следствие. МПД и при высоких уровнях шума работает почти как ОД.

  • 6. ИТОГ. Создание эффективного декодера - решенная в принципе проблема.

В.В.Золотарёв Характеристики МПД алгоритмов


А что надо для техники связи? МПД

  • «Снижение энергетики канала связи на 1 дБ дает экономическую эффективность в миллион долларов» - Э. Р. Берлекэмп. Техника кодирования с исправлением ошибок. ТИИЭР, 1980, т.68, №5.

  • В настоящее время при многократном росте стоимости сетей связи важность снижения энергетики многократно возросла.

    • Но как увязать вероятностные характеристики канала с его энергетикой ?

В.В.Золотарёв Характеристики МПД алгоритмов


Минимально возможное отношение энергии на бит передаваемой информации к мощности шума канала Eb/N0 для различных кодовых скоростей R может быть представлено для “жёсткого” и “мягкого” модемов так

В.В.Золотарёв Характеристики МПД алгоритмов


Лучшие решения - каскадные! энергии на бит передаваемой информации к мощности шума канала EПри этом кодирование осуществляется двумя и более кодами, которые в приемнике декодируются в обратном порядке и при определенном взаимодействии декодеров.На практике получили широкое распространение каскадные схемы из свёрточного кода, декодируемого по алгоритму Витерби, и кода Рида-Соломона. На графике - лучшие известные результаты по эффективности в гауссовском канале

В.В.Золотарёв Характеристики МПД алгоритмов


Основные параметры кодов энергии на бит передаваемой информации к мощности шума канала E

  • 1. Блоковые/свёрточные

  • 2. Двоичные/недвоичные

  • 3. Длина кода n (полное число символов)

  • 4. Задержка решения L(кодовые символы)

  • 5. Кодовая скорость R (избыточность)

  • 6. Кодовое расстояние d (min, free)

  • 7. ЭВК, дБ (энергетический выигрыш)

  • 8. Выходная вероятность ошибки на бит Pb(e) или на блок PB(e)

ТЗ

В.В.Золотарёв Характеристики МПД алгоритмов


Связанные параметры кодов энергии на бит передаваемой информации к мощности шума канала E

  • 9. Длина кодирующего регистра К

  • 10. Eb/N0 - битовая энергетика канала, энергия на бит/спектральная плотность мощности шума

  • 11. po - входная вероятность ошибки канала

  • 12. Es/No - символьная энергетика канала

  • 13. Вид модема (мягкий/жесткий)

  • 14. Возможность применения каскадирования

ТЗ

В.В.Золотарёв Характеристики МПД алгоритмов


Технические характеристики энергии на бит передаваемой информации к мощности шума канала E

  • 15. Задержка декодирования (мсек)

  • 16. Вид модуляции (главный пар-р модема!)

  • 17.Виды взаимодействия кодека и модема

  • 18. Формы реализации (hard/soft)

  • 19. Возможность распараллеливания

  • 20. Методы ускорения и упрощения

  • 21. Скорости передачи в канале

  • 22. Быстродействие.

  • 23. Время и сложность разработки

  • 22. Наличие аппаратуры контроля

ТЗ

В.В.Золотарёв Характеристики МПД алгоритмов


Что будем использовать? энергии на бит передаваемой информации к мощности шума канала E- Наиболее простые и эффективные методы !!!

МПД-К

В.В.Золотарёв Характеристики МПД алгоритмов


05 0 9 2003

Спасибо ! энергии на бит передаваемой информации к мощности шума канала E

Конец презентации!

05.09.2003 г.

Moscow

НИИРадио Минсвязи РФ - т. (095)-261-54-44

ИКИ РАН т.(095)-333-23-56. и (095)-261-03-27.

www.mtdbest.iki.rssi.ru

E-mail: [email protected]

т. д.: +7-095-573-51-32

моб.: +7-916-518-86-28

В.В.Золотарёв Характеристики МПД алгоритмов


ad