Sürekli Faz Modülasyonunun Çok Düzeyli Kodlanması

Abstract

Bu çalışmada, literatürde bulunan yöntemlere yeni bir alternatif olarak, sürekli faz modülasyonunun çok düzeyli kodlanması ve çok aşamalı çözülmesi önerilmektedir. Bu amaçla, sürekli faz modülasyonunun en çok bilinen biçimi olan, frekans darbe yanıtının dikdörtgen seçildiği sürekli fazlı frekans kaydırmalı anahtarlama (CPFSK) modülasyonu için, çok düzeyli kodlama / çok aşamalı kodçözme tekniğine dayalı olarak AWGN ve sönümlemeli kanallar için yeni sistemler tasarlanmıştır. Sistemler, J ve P ortak bölenleri olmayan iki tamsayı olmak üzere, modülasyon indisi J/P olan M bilgi genlik düzeyli CPFSK modülasyonu için M ³ 2P koşulu altında elde edilmiştir. Tasarlanan sistemlerin hata başarım incelemeleri, analitik bit hata olasılığı üst sınırları ve bilgisayar benzetimleri yardımıyla yapılmıştır. Bu amaçla, çok düzeyli sistemlerin AWGN ve sönümlemeli kanallardaki bit hata olasılığı üst sınırlarının hesaplanabilmesine olanak sağlayan yeni bir yöntem önerilmiştir. Böylece, üst sınırlardan, bilgisayar benzetiminden ve kodçözücülerin donanım karmaşıklığının bir ölçütü olan kodçözme karmaşıklığı tanımından yararlanarak, yeni sistemlerin literatürde daha önce var olan kodlara kıyasla hata başarımı ve kodçözme karmaşıklığı üstünlükleri sağladıkları gösterilmiştir. Ayrıca, literatürde daha önce tek düzeyli durumda belirtilenlerin aksine, kodlama ile sürekli faz modülasyonunun kolayca birleştirilebileceği ve değişik bit/simge oranlarında kod tasarımının kolayca gerçekleş-tirilebileceği gösterilmiştir.

In this study, as an alternative to the one-level trellis coding of continuous phase modulation (CPM) schemes, multilevel coding and multistage decoding of CPM is proposed in order to obtain systems with high coding gain and low decoding complexity for AWGN and fading channels. Throughout the thesis, continuous phase frequency shift keying (CPFSK) which is the rectangular frequency pulse shaped case of CPM is considered. The proposed systems are obtained under the constraint M ³ 2P for M-ary CPFSK with modulation index h = J/P, where J and P are relatively prime positive integers. For the performance analysis purpose, new upper bounds on the bit error probability of the multilevel coded systems transmitting over AWGN and fading channels are defined. The analytical bit error probability upper bound and computer simulation results demonstrate that, at a lower decoding complexity, the new systems have better error performance than those of the corresponding one-level coded CPFSK schemes. It is also shown that combining multilevel coding with CPFSK provides design simplicity and the information rate in bits/symbol can be easily varied.