Алексей Владимирович Рабин¹

 1 Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (Санкт-Петербург, Россия) 1

 alexey.rabin@guap.ru

Постановка проблемы. Большинство работ по теории кодирования [1−6] посвящено анализу систем в той части кривой пропускной способности, которая соответствует малой спектральной эффективности или малому отношению сигнал/шум. Причиной этому послужил тот фактор, что многие приложения, использующие теорию кодирования, применяются 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. Предложить ортогональное кодирование как метод повышения помехозащищенности в каналах со случайной фазой и замираниями с высокой спектральной эффективностью на примере систем передачи информации с частотной модуляцией (ЧМ).

Результаты. Предложенное автором ортогональное кодирование как метод повышения помехозащищенности на примере систем передачи информации с ЧМ позволяет обеспечить требуемое качество передачи при меньших энергетических затратах. Энергетический выигрыш в отношении сигнал/шум (в канале с рэлеевскими замираниями для ошибки на бит 10−4 – 22,5 дБ, в канале с райсовскими замираниями для ошибки на бит 10−4 – 15,6 дБ), получаемый за счет более эффективного использования энергии передаваемых сигналов, достигается без увеличения сложности и, следовательно, стоимости устройств приема и передачи.

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

1. Proakis J.G. Digital communications. 5th edition. McGraw-Hill. 2007. 1150 p.
2. Кудряшов Б. Основы теории кодирования. СПб.: БХВ-Петербург. 2016. 393 с.
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 / Ed. by J.S. Byrnes. 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, Wang Zh., Luo P., Karpovsky M. 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. 1104 p.
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. Т. 10/2018. Сер. «Общетехническая» (ОТ). № 6. С. 75−79.
9. Рабин А.В. Программа для ЭВМ «Программная реализация алгоритма синтеза класса системных и обратных системных матриц, обеспечивающих выполнение ортогонального кодирования». Заявка от 02.08.2018 № 2018618185. Свид-во о гос. регистрации от 28.08.2018 № 2018660770.
10. Рабин А.В., Добросельский М.А., Липатников В.А. Исследование характеристик помехоустойчивости при использовании ортогонального кодирования // Вопросы радиоэлектроники. 2018. Т. 10/2018. Сер. «Общетехническая» (ОТ). № 6. С. 80−85.
11. 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. Article № 022013.
12. Рабин А.В. Программа для ЭВМ «Программная реализация процедуры согласования символов ортогонального кода с частотной модуляцией». Заявка от 29.08.2019 № 2019660690. Свид-во о гос. регистрации от 11.09.2019 № 2019661932.
13. Рабин А.В. Программа для ЭВМ «Программа оценки энергетического выигрыша от применения ортогонального кодирования совместно с частотной модуляцией». Заявка от 29.08.2019 № 2019660603. Свид-во о гос. регистрации от 11.09.2019 № 2019661886.
14. 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. Article № 012216.
15. Рабин А.В. Реализация кодирующих и декодирующих устройств в телекоммуникационных системах с ортогональным кодированием // Успехи современной радиоэлектроники. 2018. № 12. С. 116−120.
16. 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. Article № 8840610.
17. 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.