А.В. Рабин – к.т.н., доцент, директор центра координации научных исследований,

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования 

«Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения» (ГУАП) E-mail: alexey.rabin@guap.ru

Постановка проблемы. Большинство работ по теории кодирования [1–6] посвящены анализу систем в той части кривой пропускной способности, которая соответствует малой спектральной эффективности или малому отношению сигнал/шум. Причиной этому послужил тот фактор, что большинство приложений, использующих теорию кодирования, применяется в спутниковых системах связи, ограниченных по используемой мощности, но с широкой полосой пропускания. Таким образом, на сегодняшний день ни одна используемая на практике схема кодирования не может обеспечить помехозащищенность и значительный энергетический выигрыш при высокой спектральной эффективности. 

Цель. Рассмотреть ортогональное кодирование как метод повышения помехозащищенности с высокой спектральной эффективностью на примере систем передачи информации с квадратурной амплитудной модуляцией и показать их совместное применение.

Результаты. Предложенное автором ортогональное кодирование как метод повышения помехозащищенности на примере систем передачи информации с квадратурной амплитудной модуляцией позволяет обеспечить требуемое качество передачи при меньших энергетических затратах. Энергетический выигрыш в отношении сигнал/шум (до 4,04 дБ для каналов с аддитивным белым гауссовским шумом), получаемый за счет более эффективного использования энергии передаваемых сигналов, достигается без увеличения сложности и, следовательно, стоимости устройств приема и передачи. 

Практическая значимость. Предложенное ортогональное кодирование обеспечивает энергетический выигрыш без значительного увеличения сложности аппаратуры. Техническая реализация ортогонального кодирования характеризуется невысокой сложностью, поэтому кодирование и построение устройств приема и передачи могут найти применение в различных системах связи.

Рабин А.В. Совместное применение ортогонального кодирования и квадратурной амплитудной модуляции // Успехи современной радиоэлектроники. 2020. T. 74. № 9. С. 44–52. DOI: 10.18127/j20700784-202009-05.

1. Proakis J.G. Digital communications. 5th edition – McGraw-Hill. 2007.
2. Кудряшов Б. Основы теории кодирования. СПб.: БХВ-Петербург. 2016.
3. Biglieri E., Caire G., Taricco G. Error Probability over Fading Channels: A Unified Approach // European Transactions on Telecommunications. January 2008.
4. Biglieri E., Caire G., Taricco G. Coding for the Fading Channel: A Survey // Signal Processing for Multimedia. J.S. Byrnes (Ed.) IOS Press. 2009.
5. Jiang A., Schwartz M., Bruck J. Error-correcting Codes for Rank Modulation // In Proc. IEEE ISIT. 2008. P. 1736–1740.
6. Sh. Ge, Zh. Wang, P. Luo, M. Karpovsky Reliable and Secure Memories Based on Algebraic Manipulation Detection Codes and Robust Error Correction // Proc. Int. Depend Symp. 2013.
7. Sklar B. Digital Communications: Fundamentals and Applications. 2nd edition. Prentice Hall Communications Engineering and Emerging Technologies Series. 2017. 
8. Рабин А.В., Мичурин С.В., Липатников В.А. Разработка класса системных и обратных системных матриц, обеспечивающих повышение помехоустойчивости спектрально-эффективных модуляционных схем на основе ортогонального кодирования // Вопросы радиоэлектроники. 2018. № 10/2018. Сер. «Общетехническая» (ОТ). Вып. 6. С. 75–79.
9. Свид. о гос. регистрации №2018660770. Программа для ЭВМ «Программная реализация алгоритма синтеза класса системных и обратных системных матриц, обеспечивающих выполнение ортогонального кодирования» / Рабин А.В. Заявка от 02.08.2018 №2018618185.
10. Рабин А.В. Реализация кодирующих и декодирующих устройств в телекоммуникационных системах с ортогональным кодированием // Успехи современной радиоэлектроники. 2018. № 12. С. 116–120. DOI: 10.18127/j20700784-201812-24.
11. Rabin A.V. Design of encoding and decoding devices in infocommunication systems with orthogonal coding // «International Conference on Metrological Support of Innovative Technologies» (ICMSIT-2020). Krasnoyarsk: Journal of Physics: Conference Series. 
12. Rabin A.V. Encoding and Decoding Schemes in Communication Systems using Orthogonal Coding for Noise Immunity's Increase // 2019 Wave Electronics and its Application in Information and Telecommunication Systems, WECONF 2019. Saint-Petersburg: IEEE Xplore. № 8840610. 
13. Рабин А.В., Добросельский М.А., Липатников В.А. Исследование характеристик помехоустойчивости при использовании ортогонального кодирования // Вопросы радиоэлектроники. 2018. № 10/2018. Сер. «Общетехническая» (ОТ). Вып. 6. С. 80–85.
14. Rabin A.V. Orthogonal coding for noise immunity's increase with the fixed code rate // International Conference on Information Technologies in Business and Industries, ITBI 2019. Novosibirsk: Journal of Physics: Conference Series. V. 1333. № 2. Номер статьи 022013. 
15. Свид. о гос. регистрации №2018610819. Программа для ЭВМ «Имитационная модель системы передачи данных по каналу с аддитивным белым гауссовским шумом с использованием ортогонального кодирования» / Рабин А.В. Заявка от 22.11.2017 №2017662032.
16. Свид. о гос. регистрации №2019661927. Программа для ЭВМ «Программная реализация процедуры согласования символов ортогонального кода с квадратурной амплитудной модуляцией» / Рабин А.В. Заявка от 29.08.2019 №2019660625.
17. Свид. о гос. регистрации №2019661929.Программа для ЭВМ «Программа оценки энергетического выигрыша от применения ортогонального кодирования совместно с квадратурной амплитудной модуляцией» / Рабин А.В. Заявка от 29.08.2019 №2019660627.
18. Rabin A.V. Matching orthogonal code symbols and modulation methods // 2nd International Scientific Conference on Advanced Technologies in Aerospace, Mechanical and Automation Engineering, MIST: Aerospace 2019. Krasnoyarsk: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. V. 734. № 1. № 012216.