Частотное разделение каналов

Применение многопозиционной КАМ в чистом виде сопряжено с проблемой недостаточной помехоустойчивости. Поэтому во всех высокоскоростных протоколах КАМ используется совместно с решетчатым кодированием – специальным видом сверточного кодирования. В результате появился новый способ модуляции, называемый треллис-модуляцией (TCM – Trellis Coded Modulation). Выбранная определенным образом комбинация конкретной КАМ и помехоустойчивого кода в отечественной технической литературе носит название сигнально-кодовой конструкции (СКК), которая позволяет повысить помехозащищенность передачи информации одновременно со снижением требований к отношению сигнал-шум на 3-6 дБ. Это объясняется увеличением вдвое числа сигнальных точек за счет добавления к информационным битам одного избыточного, образованного путем сверточного кодирования. Расширенный таким образом блок битов подвергается все той же КАМ. В процессе демодуляции принятый сигнал декодируется по алгоритму Витерби. Именно этот алгоритм за счет введенной избыточности и знания предыстории процесса приема позволяет по критерию максимального правдоподобия выбрать из сигнального пространства наиболее достоверную точку.
Все применяемые сегодня СКК используют сверточное кодирование со скоростью (n -1)/ n, т.е. при передаче одного сигнального элемента используется только один избыточный двоичный символ. Типичная схема сверточного кодирования со скоростью, равной 2/3, приведена на рис. 4.10.

Рис. 6.19. Схема сверточного кодера (со скорость кода 2/3)

В схеме, представленной на рис. 6.19, сверточный кодер с относительной скоростью кода, равной 2/3, используется совместно модулятором ФМ-8. Каждым двум информационным битам на входе кодер сопоставляет трехсимвольные двоичные блоки на выходе, которые поступают на модулятор ФМ-8. Применение сигналов ФМ связано с разрешением проблемы неоднозначности фазы восстановленной на приеме несущей. Данная проблема решается за счет относительного (дифференциального) кодирования, что в системах передачи без помехоустойчивого кодирования приводит к размножению ошибок. В системах с помехоустойчивым кодированием относительное кодирование также используется. В этом случае имеет значение последовательность включения относительного и помехоустойчивого кодеров. Различают внешнее и внутреннее относительное кодирование. При внутреннем кодировании относительный кодер расположен на выходе помехоустойчивого кодера, а на приемной стороне относительный декодер включен на входе помехоустойчивого декодера (рис. 6.20 а). Внешнее относительное кодирование в ряде случаев является более выгодным, так как источник размножения ошибок – относительный декодер – включен на выходе помехоустойчивого декодера (рис.6.20 б). Однако при этом возникают трудности декодирования, вызванные неоднозначностью фазы опорного колебания при демодуляции. При ФМ-2 неоднозначность фазы опорного колебания (0 или p) приводит к явлению «обратной работы», заключающейся в том, что передаваемые единичные биты принимаются нулевыми, а нулевые – наоборот единичными.

Рис. 6.20. Схема включений относительного кодера:
а) внутреннего; б) внешнего

При большем числе позиций фазы возможна не только инверсия, но и перестановка двоичных символов. Решение этой проблемы заключается в использовании помехоустойчивых кодов, «прозрачных», т.е. нечувствительных к неопределенности фазы опорного колебания.