А.В. Рабин – к.т.н., доцент,  кафедра аэрокосмических компьютерных и программных систем;

директор центра координации научных исследований, 

ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения» 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. Причина этого заключается в том, 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 дискретной амплитудной модуляцией (АМ). 

Результаты. Предложено использование ортогонального кодирования как метод повышения помехозащищенности на примере систем передачи информации с дискретной АМ, что позволяет обеспечить требуемое качество передачи при меньших энергетических затратах. Показано, что энергетический выигрыш в отношении сигнал/шум (до 4,2 дБ для каналов с аддитивным белым гауссовским шумом (АБГШ)), получаемый за счет более эффективного использования энергии передаваемых сигналов, достигается без увеличения сложности и, следовательно, стоимости устройств приема и передачи. 

Практическая значимость. Предложенный метод ортогонального кодирования обеспечивает энергетический выигрыш без значительного увеличения сложности аппаратуры. Техническая реализация ортогонального кодирования характеризуется невысокой сложностью. По указанной причине метод кодирования и построения устройств приема и передачи может найти применение в различных системах связи.

Рабин А.В. Применение ортогонального кодирования совместно с дискретной амплитудной модуляцией // Радиотехника. 2020. Т. 84. № 8(16). С. 28−36. DOI: 10.18127/j00338486-202008(16)-04.

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. 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. Ge Sh., 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. 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. № 10/2018. Серия «Общетехническая» (ОТ). Вып. 6. С. 75−79.
9. Свидетельство о гос. регистрации от 28.08.2018 № 2018660770 (РФ). Заявка от 02.08.2018 №2018618185. Программа для ЭВМ «Программная реализация алгоритма синтеза класса системных и обратных системных матриц, обеспечивающих выполнение ортогонального кодирования. / Рабин А.В.
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. Номер статьи 8840610. 
13. Рабин А.В., Добросельский М.А., Липатников В.А. Исследование характеристик помехоустойчивости при использовании ортогонального кодирования // Вопросы радиоэлектроники. 2018. № 10/2018. Серия «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. Is. 2. Номер статьи 022013. 
15. Свидетельство о гос. регистрации от 11.01.2018 №2018610819 (РФ). Заявка от 22.11.2017 №2017662032. Программа для ЭВМ «Имитационная модель системы передачи данных по каналу с аддитивным белым гауссовским шумом с использованием ортогонального кодирования». / Рабин А.В.
16. Свидетельство о гос. регистрации от 11.09.2019 №2019661928 (РФ). Заявка от 29.08.2019 №2019660626. Программа для ЭВМ «Программная реализация процедуры согласования символов ортогонального кода с дискретной амплитудной модуляцией. / Рабин А.В.
17. Свидетельство о гос. регистрации от 11.09.2019 №2019661885 (РФ). Заявка от 29.08.2019 №2019660606. Программа для ЭВМ «Программа оценки энергетического выигрыша от применения ортогонального кодирования совместно с дискретной амплитудной модуляцией». / Рабин А.В.
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. Is. 1. Номер статьи 012216.