7.6.7. Пример применения порогового декодирования в спутниковой связи

В качестве примера применения теории кодирования рассмотрим систему SPADE, в которой используется пороговое декодирование [13].

Эта система является системой спутниковой связи с несколькими каналами, работающими на разных частотах. При поступлении требования на установление связи каждая станция может использовать любой свободный накал. В этой системе для телефонной связи используется импульсно-кодовая модуляция фазы. Способ связи, допускающий занятие любого свободного канала, позволяет эффективно использовать суммарную пропускную способность каналов спутникового ретранслятора [14].

Для передачи ИКМ-сигнала (который представляет данные, идущие с выхода кодера со скоростью со скоростью на выходе модулятора 64 кбит/с в рассматриваемой системе используется четырехуровневая фазовая модуляция и синхронное детектирование. Скорость передачи информации в битах в секунду равна

Эта система предназначена для передачи речи, но после несложной модификации ее можно использовать для передачи данных. На фиг. 7.43 показана схема одного канала этой системы, в котором используется сверточный код со скоростью

и пороговое декодирование. В этом случае на передатчике устанавливается сверточный кодер кода со скоростью а на приемнике — пороговый декодер. Скорости следования символов на входе и выходе кодера составляют соответственно . В выходную последовательность кодера вводятся синхронизирующие блоки, в результате чего скорость следования символов увеличивается в раза и на вход модулятора символы поступают уже со скоростью Эта скорость лишь несколько меньше так что модулятор и фильтры канала, рассчитанные на скорость используются почти без потерь. В этой системе могут использоваться также коды со скоростью

Фиг. 7.43. Структура широкополосной системы передачи данных.

В обоих случаях кодеры и декодеры являются достаточно простыми и имеют низкую стоимость. Кодер и декодер кода со скоростью состоят из 17 интегральных схем и стоят долл. Кодер и декодер кода со скоростью состоят из 50 интегральных схем и стоят долл.

Помимо кодов, допускающих пороговое декодирование, применяются коды других типов, например блоковые или сверточные коды в сочетании с последовательным декодированием или декодированием по максимуму правдоподобия (с помощью алгоритма Витерби). В зависимости от типа кода изменяются стоимость и эффективность системы. Естественно, что по мере увеличения сложности кодера и декодера возрастает и их стоимость; так, стоимость последовательного декодера или декодера, реализующего алгоритм Витерби, может в 10—100 раз превышать стоимость порогового декодера.

Для сравнения эффективности различных систем кодирования на фиг. 7.44 приведены результаты измерения вероятности ошибки в зависимости от для трех систем, исследовавшихся с помощью спутника «Интелсат III»:

I. Цифровая передача речи со скоростью 56 кбит/с (ИКМ или -модуляция) или данных, двухуровневая ФМ, синхронное детектирование.

II. Цифровая передача речи со скоростью 28 кбит/с (-модуляция) или данных, двухуровневая ФМ, синхронное детектирование, сверточный код со скоростью и пороговое декодирование.

Фиг. 7.44. Экспериментальные результаты, полученные с помощью спутника «Интелсат III». -позиционная фазовая модуляция, полоса пороговое декодирование, -уровневая фазовая модуляция, полоса пороговое декодирование, -позиционная фазовая модуляция, полоса Цифровая передача речи со скоростью 42 кбит/с или данных, двухуровневая ФМ, синхронное детектирование, сверточный код со скоростью и пороговое декодирование.

Как видно из фиг. 7.44, введение кодирования позволяет получить значительный выигрыш в отношении Указанные выше коды для этого эксперимента были выбраны из-за простоты реализации, низкой стоимости и хорошей эффективности передачи.