Сообщение

Исследование энергетической эффективности сигнально-кодовых конструкций на основе каскадных и турбокодов для перспективных радиотехнических систем

orcid Ву Тхе Зует, orcid Глушанков Евгений Иванович, orcid Фам Конг Куен

Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-Бруевича,
Санкт-Петербург, 193232, Российская Федерация

DOI  10.31854/2307-1303-2025-13-2-69-81

EDN OLWQTV

 Полный текст

XML JATS


Аннотация

Постановка задачи. В современных радиотехнических системах обеспечение необходимого компромисса между энергетической и спектральной эффективностью рассматривается как одна из наиболее актуальных задач. При этом применение сигнально-кодовых конструкций путем рационального объединения методов помехоустойчивого кодирования и многопозиционной модуляции представляется перспективным направлением для совместной оптимизации энергетической и спектральной эффективности, что и обуславливает актуальность данного исследования. Цель работы: исследование энергетической эффективности сигнально-кодовых конструкций на основе решетчатой кодовой модуляции и многоуровневой кодовой модуляции при их сочетании с помехоустойчивыми каскадными кодами и турбокодами. Метод исследования основан на компьютерном моделировании в среде MATLAB с целью оценки различных вариантов построения сигнально-кодовых конструкций в радиотехнических системах путем сравнения вероятности битовой ошибки в зависимости от отношения сигнал / шум. Научная новизна заключается в разработке и исследовании энергетической эффективности сигнально-кодовых конструкций с использованием помехоустойчивых каскадных и турбокодов в рамках структур решетчатой и многоуровневой кодовой модуляции и фазовой манипуляции. Результаты моделирования демонстрируют повышенную энергетическую эффективность применения сигнально-кодовых конструкций на основе совместного использования каскадных и турбокодов в схемах решетчатой кодовой модуляции и многоуровневой кодовой модуляции по сравнению с традиционными подходами, где кодирование и модуляция разделены на отдельные последовательные процессы. Теоретическая и практическая значимость: представленные результаты могут быть применены в перспективных радиотехнических системах с целью повышения энергетической и спектральной эффективности при передаче данных по каналам с постоянными параметрами и аддитивных белым гауссовским шумом.


Ключевые слова
сигнально-кодовые конструкции, решетчатая кодовая модуляция, многоуровневая кодовая модуляция, помехоустойчивость, каскадные коды, турбокоды, фазовая манипуляция.

Библиографическая ссылка на статью

Ву Т. З., Глушанков Е. И., Фам К. К. Исследование энергетической эффективности сигнально-кодовых конструкций на основе каскадных и турбокодов для перспективных радиотехнических систем // Информационные технологии и телекоммуникации. 2025. Т. 13. № 2. С. 69‒81. DOI: 10.31854/2307-1303-2025-13-2-69-81. EDN: OLWQTV


Reference for citation

Vu T. D., Glushankov E., Fam K. K. Investigation of the Energy Efficiency of Signal-Code Constructions Based on Concatenated and Turbo Codes for Prospective Radio Communication Systems // Telecom IT. 2025. Vol. 13. Iss. 2. PP. 69‒81 (in Russian). DOI: 10.31854/2307-1303-2025-13-2-69-81. EDN: OLWQTV
Литература

1. Proakis J. G., Salehi M. Digital Communications. New York: McGraw-Hill, 2001. 1150 p.

2. Kishore G. S., Rallapalli H. Performance Assessment of M-ary ASK, FSK, PSK, QAM and FQAM in AWGN Channel // Proceedings of International Conference on Communication and Signal Processing (ICCSP, 04–06 April 2019, Chennai, India). IEEE, 2019. PP. 0273–0277. DOI: 10.1109/ICCSP.2019.8697922

3. Варгаузин В. А., Цикин И. А. Методы повышения энергетической и спектральной эффективности цифровой радиосвязи: учебное пособие. СПб.: БХВ-Петербург, 2013. 352 с. EDN: SDSMUX

4. Ungerboeck G. Trellis-Coded Modulation with Redundant Signal Sets. Part I: Introduction // IEEE Communications Magazine. 1987. Vol. 25. Iss. 2. PP. 5–11.

5. Viterbi A. J., Wolf J. K., Zehavi E., Padovani R. A Pragmatic Approach to Trellis-Coded Modulation // IEEE Communications Magazine. 1989. Vol. 27. Iss. 7. PP. 11–19. DOI: 10.1109/35.31452

6. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Пер. с англ. М.: ИД «Вильямс», 2003. 1104 с.

7. Глушанков Е. И., Ву Т. З. Исследование простых и комбинированных сверточных кодов в радиотехнических системах // 65-я научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов (НТК ППС 2025, Санкт-Петербург, 17–21 февраля 2025 г.): сборник научных статей. В 3 т. Т. 2. СПб.: СПбГУТ, 2025. С. 74–79. EDN: LRKVIC

8. Королев А. И. Турбокоды и итеративное декодирование: учебно-методическое пособие. Минск: БГУИР, 2015. 74 с.

9. Фам К. К., Глушанков Е. И., Ву Т. З. Исследование адаптивных цифровых линий радиосвязи с обратной связью // Информационные технологии и телекоммуникации. 2024. Т. 12. № 3. С. 52–67. DOI: 10.31854/2307-1303-2024-12-3-52-67. EDN: VZWUMY

10. Золотарев В. В., Овечкин Г. В. Помехоустойчивое кодирование. Методы и алгоритмы. М.: Научно-техническое издательство Горячая линия-Телеком, 2004. 126 с. EDN: TPMDGJ

11. Schramm P. Multilevel Coding with Independent Decoding on Levels for Efficient Communication on Static and Interleaved Fading Channels // Proceedings of the 8th International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC’97, 01–04 September 1997, Helsinki, Finland). 1997. Vol. 3. PP. 1196–1200. DOI: 10.1109/PIMRC.1997.627075

12. Imai H., Hirakawa S. A New Multilevel Coding Method Using Error-Correcting Codes // IEEE Transactions on Information Theory. 1977. Vol. 23. Iss. 3. PP. 371−377. DOI: 10.1109/TIT.1977.1055718

13. Быховский М. А. Гиперфазовая модуляция ‒ оптимальный метод передачи сообщений в гауссовских каналах связи. М.: Техносфера, 2018. 310 с.

 

cc-by Статья распространяется по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 License.

cc0  Метаданные статьи распространяются по лицензии CC0 1.0 Universal

 
 
войти

Авторизация