Kafes kodlamalı sistemlerde faz belirsizliklerinin incelenmesi ve etkilerinin karma kafes yapılarla azaltılması

Abstract

Bu tezde, sayısal İletişim sistemlerinin verici ve alıcıları arasında çeşitli bozucu etkenlerin sonucu olarak ortaya çıkan faz kaymasının kafes kodlamalı sistemlere etkisi ele alınmış, bu sistemlerin sözedilen etkilere olan duyarlılıkları azaltma amaçlı çalışmalar incelenmiştir. Karma modülasyon kullanılarak tasarım yöntemi 4/2-PSK ve 16/8-PSK sistemlerine uygulanarak literatürde 4/ 8-PSK. sis temi için verilen sonuçlar genelleştirilmiş, serbest Öklid uzaklığını maksimum yapan karma kafes yapılar tasarlanmış tır. Sabit faz kayması varsayımı altında ve istatistiksel bir modele dayanarak faz seyirmesi altında karma sistemlerin bata başarından incelenerek, klasik kafes kodlamalı ve kodlamasız sistemler ile karşılaştırmalar yapılmıştır. Oluşturulan bir bilgisayar benzetim modelinin yardımı ile klasik ve karma sistemlerin alıcılarına ilişkin faz izleme başarımını yansıtan S-eğrileri elde edilerek faz kaymasına ilişkin başarım araştırmaları bu doğrultuda yapılmıştır.

In digital communication system design the main purpose is to increase the error performance in transmitting binary data sequences and the function of modulation and error correction coding are separated Conventional encoders and decoders for error correction operate on binary code symbols transmitted over a discrete channel. With a code of rate k/n. n-k redundant check symbols are appended to every k information symbols. Since the decoder receives only discrete code symbols. Hamming distance is the appropriate measure of distance for decoding, the rate loss is occured by sending redundant check symbols. Generally, there exist two posibilities to compensate for the rate loss; increasing the modulation rate if the channel permits bandwidth expansion, or enlarging the signal set of the modulation system if the channel is band limited. However, when modulation and error-correction coding are performed in the clasical independent manner, dissappointing results are obtained. Trellis coded modulation (TCM) is involved by Ungerboeck [1],[2] as combined coding and modulation technique for digital transmission over band limited channels its main attraction is the achievement of significant coding gains over conventional uncoded multilevel modulation without compromising bandwidth efficiency. The Viterbi algorithm (YA) was proposed in 196? as a method of decoding convolutional codes. Since that time, it has been recognized as an attractive solution to a variety of digital estimation problems, somewhat as the Kalman filter has been adapted to a variety of analog estimation problems. Like the Kalman filter, the VA tracks the state of a stochastic process with a recursive method that is optimum in a certain sense, and that lends itself readily to implementation and analysis. However, the underlying process is assumad to be fi nite state Markov rather than Gaussian, which leads ; to marked differences in structure. Decoding is assumed to be by the VA, a maximum like lihood sequence estimation pro cedure for any trellis code. The complexity of such a de coder is roughly proportional to the number of encoder VI ÖZET Bu tezde, sayısal İletişim sistemlerinin verici ve alıcıları arasında çeşitli bozucu etkenlerin sonucu olarak ortaya çıkan faz kaymasının kafes kodlamalı sistemlere etkisi ele alınmış, bu sistemlerin sözedilen etkilere olan duyarlılıkları azaltma amaçlı çalışmalar incelenmiştir. Karma modülasyon kullanılarak tasarım yöntemi 4/2-PSK ve 16/8-PSK sistemlerine uygulanarak literatürde 4/ 8-PSK. sis temi için verilen sonuçlar genelleştirilmiş, serbest Öklid uzaklığını maksimum yapan karma kafes yapılar tasarlanmış tır. Sabit faz kayması varsayımı altında ve istatistiksel bir modele dayanarak faz seyirmesi altında karma sistemlerin bata başarından incelenerek, klasik kafes kodlamalı ve kodlamasız sistemler ile karşılaştırmalar yapılmıştır. Oluşturulan bir bilgisayar benzetim modelinin yardımı ile klasik ve karma sistemlerin alıcılarına ilişkin faz izleme başarımını yansıtan S-eğrileri elde edilerek faz kaymasına ilişkin başarım araştırmaları bu doğrultuda yapılmıştır. SUMMARY mSPECTIOH OF TOE phase aübiguhes nr trellis coded SYSTEMS AND SEDUCING ITS EFFECTS BY HEANS OF HYHBID TRELLIS STKÜCTÖHES In digital communication system design the main purpose is to increase the error performance in transmitting binary data sequences and the function of modulation and error correction coding are separated Conventional encoders and decoders for error correction operate on binary code symbols transmitted over a discrete channel. With a code of rate k/n. n-k redundant check symbols are appended to every k information symbols. Since the decoder receives only discrete code symbols. Hamming distance is the appropriate measure of distance for decoding, the rate loss is occured by sending redundant check symbols. Generally, there exist two posibilities to compensate for the rate loss; increasing the modulation rate if the channel permits bandwidth expansion, or enlarging the signal set of the modulation system if the channel is band limited. However, when modulation and error-correction coding are performed in the clasical independent manner, dissappointing results are obtained. Trellis coded modulation (TCM) is involved by Ungerboeck [1],[2] as combined coding and modulation technique for digital transmission over band limited channels its main attraction is the achievement of significant coding gains over conventional uncoded multilevel modulation without compromising bandwidth efficiency. The Viterbi algorithm (YA) was proposed in 196? as a method of decoding convolutional codes. Since that time, it has been recognized as an attractive solution to a variety of digital estimation problems, somewhat as the Kalman filter has been adapted to a variety of analog estimation problems. Like the Kalman filter, the VA tracks the state of a stochastic process with a recursive method that is optimum in a certain sense, and that lends itself readily to implementation and analysis. However, the underlying process is assumad to be fi nite state Markov rather than Gaussian, which leads ; to marked differences in structure. Decoding is assumed to be by the VA, a maximum like lihood sequence estimation pro cedure for any trellis code. The complexity of such a de coder is roughly proportional to the number of encoder VI ÖZET Bu tezde, sayısal İletişim sistemlerinin verici ve alıcıları arasında çeşitli bozucu etkenlerin sonucu olarak ortaya çıkan faz kaymasının kafes kodlamalı sistemlere etkisi ele alınmış, bu sistemlerin sözedilen etkilere olan duyarlılıkları azaltma amaçlı çalışmalar incelenmiştir. Karma modülasyon kullanılarak tasarım yöntemi 4/2-PSK ve 16/8-PSK sistemlerine uygulanarak literatürde 4/ 8-PSK. sis temi için verilen sonuçlar genelleştirilmiş, serbest Öklid uzaklığını maksimum yapan karma kafes yapılar tasarlanmış tır. Sabit faz kayması varsayımı altında ve istatistiksel bir modele dayanarak faz seyirmesi altında karma sistemlerin bata başarından incelenerek, klasik kafes kodlamalı ve kodlamasız sistemler ile karşılaştırmalar yapılmıştır. Oluşturulan bir bilgisayar benzetim modelinin yardımı ile klasik ve karma sistemlerin alıcılarına ilişkin faz izleme başarımını yansıtan S-eğrileri elde edilerek faz kaymasına ilişkin başarım araştırmaları bu doğrultuda yapılmıştır. SUMMARY mSPECTIOH OF TOE phase aübiguhes nr trellis coded SYSTEMS AND SEDUCING ITS EFFECTS BY HEANS OF HYHBID TRELLIS STKÜCTÖHES In digital communication system design the main purpose is to increase the error performance in transmitting binary data sequences and the function of modulation and error correction coding are separated Conventional encoders and decoders for error correction operate on binary code symbols transmitted over a discrete channel. With a code of rate k/n. n-k redundant check symbols are appended to every k information symbols. Since the decoder receives only discrete code symbols. Hamming distance is the appropriate measure of distance for decoding, the rate loss is occured by sending redundant check symbols. Generally, there exist two posibilities to compensate for the rate loss; increasing the modulation rate if the channel permits bandwidth expansion, or enlarging the signal set of the modulation system if the channel is band limited. However, when modulation and error-correction coding are performed in the clasical independent manner, dissappointing results are obtained. Trellis coded modulation (TCM) is involved by Ungerboeck [1],[2] as combined coding and modulation technique for digital transmission over band limited channels its main attraction is the achievement of significant coding gains over conventional uncoded multilevel modulation without compromising bandwidth efficiency. The Viterbi algorithm (YA) was proposed in 196? as a method of decoding convolutional codes. Since that time, it has been recognized as an attractive solution to a variety of digital estimation problems, somewhat as the Kalman filter has been adapted to a variety of analog estimation problems. Like the Kalman filter, the VA tracks the state of a stochastic process with a recursive method that is optimum in a certain sense, and that lends itself readily to implementation and analysis. However, the underlying process is assumad to be fi nite state Markov rather than Gaussian, which leads ; to marked differences in structure. Decoding is assumed to be by the VA, a maximum like lihood sequence estimation pro cedure for any trellis code. The complexity of such a de coder is roughly proportional to the number of encoder VI ÖZET Bu tezde, sayısal İletişim sistemlerinin verici ve alıcıları arasında çeşitli bozucu etkenlerin sonucu olarak ortaya çıkan faz kaymasının kafes kodlamalı sistemlere etkisi ele alınmış, bu sistemlerin sözedilen etkilere olan duyarlılıkları azaltma amaçlı çalışmalar incelenmiştir. Karma modülasyon kullanılarak tasarım yöntemi 4/2-PSK ve 16/8-PSK sistemlerine uygulanarak literatürde 4/ 8-PSK. sis temi için verilen sonuçlar genelleştirilmiş, serbest Öklid uzaklığını maksimum yapan karma kafes yapılar tasarlanmış tır. Sabit faz kayması varsayımı altında ve istatistiksel bir modele dayanarak faz seyirmesi altında karma sistemlerin bata başarından incelenerek, klasik kafes kodlamalı ve kodlamasız sistemler ile karşılaştırmalar yapılmıştır. Oluşturulan bir bilgisayar benzetim modelinin yardımı ile klasik ve karma sistemlerin alıcılarına ilişkin faz izleme başarımını yansıtan S-eğrileri elde edilerek faz kaymasına ilişkin başarım araştırmaları bu doğrultuda yapılmıştır.